工艺参数对铜/钢搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

用搅拌摩擦焊方法焊接了10mm厚的紫铜和低碳钢板,并就工艺参数对焊缝成形的影响进行了研究。结果表明:搅拌头的旋转速度越高,焊缝表面氧化程度越大;焊接速度越大,出现缺陷的现象越严重。采用右螺纹搅拌针的搅拌头进行焊接时,在焊核区底部容易出现孔洞型缺陷。在搅拌头旋转速度为475r/min,焊接速度为47.5mm/min时能获得无缺陷的铜/钢搅拌摩擦焊接头。

LY12铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能研究

研究了搅拌头旋转速度n与焊接速度v之比即n/v比值大小对LY12铝合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响。结果表明,n/v比值较小时,焊接线能量较小,接头存在孔洞缺陷,严重降低了接头力学性能;随着n/v比值逐渐增大,孔洞缺陷尺寸逐渐减小;当n/v比值为5时,焊接线能量适当,接头无缺陷,焊核区为细小均匀的等轴晶,因此接头强度最高,达427MPa;当n/v比值继续增大,焊核区晶粒组织也随之粗化,接头强度逐渐降低。

超细晶粒钢电阻点焊工艺研究

采用电阻点焊对400MPa级超细晶粒钢进行焊接,研究了工艺参数对接头组织和性能的影响。结果表明,其接头HAZ组织由贝氏体、马氏体及M-A组元等淬硬组织组成,而熔合区组织由粗大的M组成;点焊过程中施加锻压力有利于增加熔核直径,消除熔核区缩孔缺陷,提高接头抗剪强度。

LD31-LF6铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

用搅拌摩擦焊方法进行了异种LF6/LD31铝合金锁底接头焊接,研究了搅拌头轴肩下压量对焊缝成形的影响,分析了接头的截面形貌及力学性能。结果表明,搅拌头轴肩下压量对焊缝成形有重要的影响。组织分析表明,在焊缝横截面,LF6铝合金与LD31铝合金在焊核区被充分混合,并在焊核下部形成条带状的组织。焊核区由于受到搅拌头搅拌针的强烈搅拌作用,组织发生动态再结晶,由母材原始的板条状组织转变为细小的等轴再结晶组织。热力影响区晶粒随着向焊核靠近而逐渐变小且发生了明显的变形。当焊接工艺合适时,接头抗拉强度可达316MPa,达到母材强度,断裂部位多位于焊核与LD31铝合金的交界面。

中厚板铜/钢搅拌摩擦焊焊接缺陷分析

用搅拌摩擦焊焊接了紫铜和低碳钢板，对铜／钢焊缝接头的表面缺陷以及内部缺陷进行了研究。结果表明：在焊接工艺参数选择不合理时，铜／钢搅拌摩擦焊焊缝容易产生缺陷。典型的表面缺陷包括表面沟槽、飞边、裂纹及疏松；内部缺陷包括隧道型孔洞缺陷、针状型孔洞缺陷、未焊透和弱连接。因此，选择合适的焊接工艺参数是保证铜／钢搅拌摩擦焊获得优质焊缝的前提。

321不锈钢薄板激光微焊接接头组织性能研究

本文采用微型脉冲激光实现了0．3mm厚321不锈钢片的对接焊，通过正交优化设计对工艺参数进行了优化，利用光学显微镜，电子精密拉伸机等分析测试手段，研究了工艺参数对焊接接头微观形貌及组织的影响。结果表明，焊接接头获得最大抗拉强度的最优工艺参数是脉；中功率百分比为18、脉冲宽度为4ms、脉冲频率为2Hz，此时焊接接头的承载能力达到母材的98％。分析了功率密度对焊缝成形和力学性能的影响。承载能力较高的焊接接头其显微组织是由焊缝中心区的等轴晶和焊缝边缘粗大的柱状晶组成，并且焊接接头的显微硬度高于母材。

陶瓷与金属梯度过渡层的自蔓延高温合成

陶瓷以优良的性能正成为极具潜力的新型结构材料 ,在其应用过程中往往需与金属连接 ,但因两者间的组织结构及物化性质相差悬殊 ,往往得不到满意的连接结果。在陶瓷与金属间用一定厚度的成分和结构呈梯度变化的梯度过渡层作为连接二者的焊缝层 ,是解决陶瓷与金属连接时所存在问题的较好措施之一。本文将自蔓延高温合成技术引入焊接领域 ,探索了陶瓷 -金属焊接时接头中梯度过渡层的制备工艺。试验结果表明 ,采用自蔓延高温合成技术可成功地制取陶瓷—金属的梯度过渡层 ,这种过渡层可以有效地缓和因线膨胀系数差在陶瓷 -金属焊接时界面处所产生的热应力 ,为获得综合性能良好的异种材料焊接接头开辟了一条新途径。

铝合金LD10的搅拌摩擦焊组织及性能分析

搅拌摩擦焊是 2 0世纪 90年代发展起来的新型固态塑性连接方法 ,在航空航天结构中铝合金件的焊接方面有很好的应用前景。文中试验研究了航空航天结构件常用的LD10铝合金的搅拌摩擦焊技术。通过工艺试验 ,对其塑性连接时的焊缝成形、焊缝组织形态及接头的力学性能进行了分析。研究结果表明 ,用搅拌摩擦焊方法焊接板厚6mm的LD10铝合金 ,当规范参数合适时 ,可获得外观成形美观、内部无缺陷、几乎无变形的平板对接接头。从显微组织角度 ,焊接接头可分为五个区域 ,即焊核、热力影响区、热影响区、轴肩变形区和探针挤压区 ,各区域的组织有明显的特征。接头的力学性能试验表明 ,接头的抗拉强度可达母材的 87% ,高于熔焊接头的强度 。

铝合金LF6与工业纯铜T1的搅拌摩擦焊工艺

利用搅拌摩擦焊技术成功地焊接了防锈铝LF6和工业纯铜T1对接接头,研究了工艺参数对接头组织与性能的影响。结果表明:搅拌头旋转速度与焊接速度的比值大小是保证接头致密性和决定组织、性能的关键因素,合适的焊接工艺参数可以获得组织、性能优良的Al/Cu接头。板材厚度较小时,形成良好焊缝的规范参数范围较宽,焊接过程中接头内部发生了剧烈的塑性流动。由于摩擦热与变形能的共同作用,在焊缝内部形成了Al3.892Cu6.108型金属间化合物,使焊缝局部区域硬度升高。

防锈铝LF6的固态塑性连接工艺

针对防锈铝LF6研究了搅拌摩擦焊焊接规范对焊缝成型及接头力学性能的影响 ,分析了搅拌摩擦焊缺陷产生的原因。结果表明 ,LF6 (M )搅拌摩擦焊接头强度可以达到母材的强度 ,其背弯和正弯角度可达到 180°;焊接规范对接头的力学性能有影响 ,存在一个最佳力学性能规范区 ;某些规范条件下可能出现单边沟槽或隧道型缺陷 ,它们的位置与搅拌头的旋转方向有关。

2A12铝合金筋板件搅拌摩擦焊工艺及焊后时效成形

基于焊接结构件的时效成形工艺为大型整体壁板类零件的低成本制造提供了一条新思路。为评价该工艺的可行性并探索其实现基础,针对2A12铝合金典型筋板试验件,探索了其搅拌摩擦焊工艺,并对焊后筋板件的时效成形性进行了评价。结果表明,采用单独的T型搅拌摩擦焊工艺即可实现该类筋板件的焊接成形,且调整焊接工艺参数,可获得良好的焊接性能。焊接接头不同区域表现出与母材在组织和性能上的差异性,前进侧热机影响区为其薄弱区。焊后筋板件具有较好的蠕变时效成形效果,零件成形质量随时效时间和时效温度的增大而提高。

2A12铝合金筋板件T型搅拌摩擦焊工艺及焊后热处理

为评价2A12铝合金筋板件搅拌摩擦焊工艺并探寻提高接头强度的途径,进行了2A12铝合金筋板件的T型搅拌摩擦焊焊接工艺试验,并对不同人工时效热处理下焊接接头的微观组织及性能进行了研究.研究表明:采用T型搅拌摩擦焊即可实现2A12铝合金筋板件的成形,当搅拌头旋转速度为750 r/min、焊接速度60 mm/min时,接头的抗拉强度达到了315 MPa,为母材强度的70.1%;断裂出现在前进侧热机影响区,硬度的最低处也在该区域,说明2A12铝合金搅拌摩擦焊接头的薄弱点在热机影响区.采用退火+固溶+分级时效热处理的方法能显著改善焊接接头的强度,接头的抗拉强度可达387 MPa,为母材的86.3%;焊接接头的薄弱点仍在前进侧的热机影响区.

焊接参数对LY12铝合金FSW焊缝S曲线形成的影响

在铝合金中镶嵌标识材料进行搅拌摩擦焊试验,分析了焊缝中S曲线的形成原因;并用圆锥光面搅拌针的搅拌头,研究了焊接工艺参数对LY12铝合金焊缝中S曲线形貌的影响.结果表明,焊缝中S曲线是原始界面与其周边金属一起位移、变形的结果;S曲线的形状取决于焊缝上部金属的旋转运动、搅拌针与原焊接面之间的相互作用以及焊缝底部金属朝远离焊缝中心线的方向和板材上方移动的综合作用.对于圆锥光面搅拌针,当焊接速度一定时,增大搅拌头的旋转速度;或当搅拌头旋转速度一定时,降低焊接速度,S曲线在焊缝厚度方向的贯穿区域减小并最终消失.

紫铜与低碳钢厚板搅拌摩擦焊工艺分析

用搅拌摩擦焊方法成功焊接了10 mm厚的紫铜与低碳钢板,得到了内部无缺陷、外观成形良好的接头.紫铜位于搅拌摩擦焊返回边时,能使焊缝形成良好接头.反之,位于前进边时则有沟槽和未焊合等缺陷.右旋螺纹搅拌针会使焊缝材料向上作螺旋形运动,接头有明显的轴肩影响区,缺陷容易在焊缝底部出现.左旋螺纹搅拌针使搅拌针周围的塑化金属向下迁移,在焊缝下部形成明显的呈"洋葱环"形焊核区,缺陷容易在焊缝上部出现.搅拌针偏移量对焊缝形貌有较大影响.接头抗拉强度达233 MPa,为铜母材强度的95%,断裂位置在铜侧热影响区.焊核区抗拉强度达296 MPa,远超过紫铜母材的强度.

搅拌摩擦焊工艺及其应用

搅拌摩擦焊 (FrictionStirWelding简称FSW )是英国焊接研究所 90年代初发明的一种用于低熔点合金板材焊接的固态连接方法。用该方法可以焊接通常熔焊方法难于焊接的铝合金、钛合金等材料 ,不会在接头内形成气孔、裂纹、变形等缺陷。介绍了搅拌摩擦焊的基本原理、工艺特点、研究现状及其可能的应用领域 ,指出了其在我国的应用前景。

搅拌摩擦焊缺陷补焊工艺及性能分析

针对2219铝合金搅拌摩擦焊的沟槽缺陷,用搅拌摩擦焊方法进行了补焊工艺研究,并对补焊焊缝的组织及性能进行了分析。结果表明,可以用搅拌摩擦焊的方法修复沟槽缺陷,二次补焊后的接头性能与单道焊时的接头性能相比没有变化,焊接变形小,且操作简单、方便。

搅拌摩擦加工法制备铝基复合材料组织与性能研究

用搅拌摩擦加工法制备碳纳米管增强铝基复合材料,并对其组织及硬度进行了分析。结果表明:搅拌摩擦中心区晶粒尺寸与轴肩变形区相似,晶粒比较细小;搅拌摩擦区边界的晶粒组织发生了明显的塑性变形,晶粒被扭曲拉长。碳纳米管在搅拌摩擦中心区均匀分散,和基体结合良好。碳纳米管对基材有明显的强化作用,搅拌摩擦中心区硬度在55 HV左右,是纯铝的2倍。

2A12铝合金FSW板材时效成形性研究

为评价2A12铝合金搅拌摩擦焊构件时效成形工艺,设计了以时间参数为变量的焊后时效成形工艺模拟试验,进行了FSW(FSW-搅拌摩擦焊)焊件蠕变时效力学性能及成形性研究。结果表明,在搅拌头转速750 r/min、焊速60 mm/s的焊接工艺参数下,当时效成形时间为8 h时,FSW焊接件抗拉强度达到354.1 MPa,为母材强度的79.2%,其断裂位置基本位于热影响区前进侧。在该工艺下最佳回弹时间为8 h,此时回弹率为33.49%。硬度最低点在热影响区,该区域内硬度随时效时间的增加呈递减趋势。

搅拌摩擦焊的温度分析

在介绍一种新型固相连接技术 搅拌摩擦焊技术的基础上 ,重点分析了搅拌摩擦焊的工艺规范对温度的影响。

搅拌摩擦焊焊缝区温度分布及对材料流动的影响

对搅拌摩擦焊三维温度场分布情况进行了研究 ,用有限元方法计算了温度场分布 ,模拟结果与试验结果基本吻合。采用的热源模型考虑了输入的热量随温度和位置变化的情况 ,所得的结果能更准确描述搅拌头附近温度分布情况。搅拌头前端的高温区比后端的温度高温区小 ,促使焊接过程中前进边的材料逆着搅拌头旋转方向向后流动 ,返回边的材料沿着搅拌头旋转方向向后流动 。