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由于搅拌摩擦焊机焊的特点，焊缝上部受到轴肩和搅拌针的双重作用，焊缝下部仅受搅拌针作用，导致焊缝在整个厚度方向上的组织结构和性能产生差异，具体表现为焊接接头力学性能表现出各层异性。8mm厚度LD10铝合金不同厚度位置的力学性能。
接头上部抗拉强度最高，达到380MPa（该数据已超过接头的整体强度360MPa），而中部和下部的抗拉强度小于接头的整体强度。
对于无缺陷的摩擦焊机焊接接头而言，接头上部受到搅拌针搅拌和轴肩顶锻的双重作用，这部分晶粒非常细小，组织比较致密，因此力学性能最好。对于接头下部而言，仅受到搅拌针的搅拌作用，无轴肩的顶锻作用，搅拌针附近的热影响区受热作用而导致晶粒粗大，但由于摩擦焊机焊缝下部与垫板相接触 ，散热较快，有效热输入较小，因此晶粒长大不明显。
对于接头中部而言，既没有受到轴肩的顶锻作用，且无法直接通过垫板和空气散热，有效热输入较大，因此晶粒长大明显，导致力学性能最差。
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