T型接头搅拌摩擦焊接的研究进展

T型接头是满足轻量化需求的关键结构之一,但传统熔化焊在T型构件焊接方面并无优势。作为一种固相焊接技术,搅拌摩擦焊采用特殊的焊接夹具,对中、薄板T型构件实行单面焊三面成型技术,显著降低焊接热输入、减少焊接变形,因此T型接头搅拌摩擦焊可能是一种极具发展前景的工艺方法。从搅拌摩擦焊接T型接头(FSW-T)的焊接工艺、焊接缺陷、显微硬度、力学性能与数值模拟方面概述了国内外研究现状,揭示了FSW-T焊接领域尚需解决的关键科学问题,对该领域未来的研究方向提出了展望。

超声冲击工艺对MB8镁合金对接接头表面质量的影响

为提高焊接接头的表面质量,采用超声冲击方法对MB8镁合金对接接头焊趾处进行冲击处理,对原始焊态及不同冲击工艺参数下的焊趾表面质量进行对比测试及分析。结果表明:冲击后焊接接头焊趾处过渡半径增大,母材与焊缝过渡趋于平缓;焊趾表面组织得到明显细化,细化程度随冲击工艺参数的变化而变化;冲击后焊趾处由焊态的拉应力状态转变为压应力状态,表面显微硬度大幅提高;在电流为2.0 A、时间为3 min冲击工艺下,焊趾处X方向的残余压应力最大,为68.0 MPa,表面显微硬度最高,为170.4HV;接头表面质量取决于冲击时间、冲击电流两个工艺参数,但并不是所有表面质量指标都与超声冲击参数正相关或线性相关。

转向架用SMA490BW钢焊接接头超高周疲劳性能的影响因素

对转向架用SMA490BW钢焊接试样,采用冲击电流为1.5A、冲击时间分别为5,10,15或20min的超声冲击、低温热处理、机械打磨(磨平焊缝余高、打磨焊趾)的处理方法,通过残余应力测试和超声疲劳试验,对比分析应力集中、晶粒细化、残余应力等因素单独作用时对焊接接头超高周疲劳性能的影响程度,并借助扫描电镜观察疲劳断口,分析焊接接头超声冲击前后的裂纹萌生位置变化及失效模式。结果表明:经超声冲击或机械打磨后,焊接试样的疲劳寿命均得到不同程度的提高;磨平焊缝余高对提高焊接接头疲劳寿命最为显著,较原始焊接试样其疲劳寿命可提高约86.4倍;改善应力集中、细化表层晶粒、引入残余压应力对延长焊接接头寿命的贡献比分别约为59%,28%和13%;焊态及冲击态试样的疲劳裂纹大多萌生于焊趾表面,部分冲击态试样的裂纹转而从表面的机械加工的缺陷处萌生,少数从材料内部缺陷处萌生并扩展至断裂失效。

SMA490BW钢对接接头高周疲劳性能的机理探究

通过设计对比试验系统地分析应力集中、晶粒细化、残余应力等因素对转向架用SMA490BW钢对接接头高周疲劳性能的影响,并得出占据主导作用的因素。借助扫描电镜观察疲劳断口,探究对接接头冲击前后的失效模式。结果表明:经超声冲击或机械打磨处理后,试样的疲劳寿命均得到不同程度的提高。将焊缝余高彻底磨平对接头疲劳寿命的增益效果最为显著,其疲劳寿命相比原始对接接头可提高近百倍。改善应力集中、细化表层晶粒、引入残余压应力对对接接头延寿的贡献占比分别约为58%、29%和13%。对接接头的疲劳失效大多始于焊趾表面,经超声冲击处理后,疲劳裂纹源可能由材料表面转向内部缺陷。

普通车床的超声滚压装置设计

为了使用超声滚压装置对圆柱型和板状构件进行全位置处理,免去工人手持滚压枪,达到提高劳动效率,降低劳动成本的目的,设计了一种基于普通车床上的超声滚压装置,该装置能够对夹持在车床上的圆柱型构件自动进行超声滚压处理,并且在板状夹具的辅助作用下,完成对板状构件的全位置处理。并通过实验实例验证了该装置的可行性。实现了在不改变原车床基本结构的情况下,完成超声滚压装置的安装和处理,提高了超声滚压处理的工作效率和普通车床的利用率。

超声冲击改善MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能的机理

通过超声疲劳试验探究超声冲击对MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能的影响。同时,从应力集中、残余应力、晶粒细化等3个因素来探究超声冲击改善MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能的机理。结果表明:在1.0×108疲劳寿命下,焊态试样疲劳强度为31.62 MPa,冲击态试样疲劳强度为39.81 MPa,冲击态试样疲劳强度相较于焊态提高了26%。这说明超声冲击可以明显提高MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能。焊态试样焊趾处应力集中系数K_(t1)=1.95,冲击态试样焊趾处应力集中系数K_(t2)=1.67,应力集中系数降低了14.4%,所以超声冲击可以降低焊趾处的应力集中程度。超声冲击后试样焊趾处的应力由残余拉应力转变成残余压应力。超声冲击细化了焊趾表面晶粒从而改善了MB8镁合金焊接接头的超高周疲劳性能。