镁-钢异种金属无匙孔搅拌摩擦点焊工艺的研究

采用自行研制的无匙孔搅拌摩擦点焊方法对3mm厚AZ31B镁板和1mm厚DP600镀锌钢板异种金属进行搭接焊接(钢板在上,镁板在下),研究了其焊接工艺参数对焊点成形及力学性能的影响。通过正交试验结果分析表明:参数因素影响从主到次为:B(轴肩下压量)→A(搅拌头旋转速度)→C(搅拌针直径)。在焊接时间一定时,确定了搅拌针伸出量为1.8～2.0mm、转速为1200～1500r/min、轴肩下压量为0.1～0.3mm、搅拌针直径为5.5～6.0mm时,得到的接头表面成形较好,接头剪切力均能达到7.5kN以上。

TC4钛合金搅拌摩擦搭接焊的温度场模拟

建立了TC4钛合金搅拌摩擦搭接焊的有限元模型,基于温度测试结果设置了搅拌摩擦搭接焊的边界条件,进行了搅拌摩擦搭接焊温度场的数值模拟,并对温度模拟结果与测温试验结果进行了对比。结果表明,温度模拟曲线与实测温度曲线趋势相同,二者的焊接温度峰值相差较小;焊接温度峰值随焊接速度的增加而减小。焊缝温度峰值出现在与搅拌头直接接触的区域,位于搅拌头作用区的后方。焊缝区域的温度场沿板厚方向呈上宽下窄的碗型形貌分布。

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊工艺优化

采用搅拌摩擦焊(FSW)对AZ31B及加0.5%Ce的AZ31B镁合金板材进行焊接试验。通过正交试验对FSW焊接工艺参数进行了优化。对于AZ31B镁合金,FSW最佳工艺方案为:轴肩下压量0.19mm,转速1400r/min,焊速40mm/min;对于添加0.5%Ce的AZ31B镁合金,FSW焊接的最佳工艺方案为:轴肩下压量0.17mm,焊速40mm/min,转速1300r/min。对加0.5%Ce的AZ31B镁合金FSW正交试验分析得出的最佳方案进行了验证,结果表明,焊接接头的拉伸强度为250.76MPa,延伸率为8.56%,断裂位置为热影响区。

活塞杆摩擦焊接头热处理工艺研究

对活塞杆摩擦焊接头热处理工艺进行了设计和实验验证,并结合热处理后接头的显微组织观察、拉伸性能测试、拉伸断口分析等,分析了热处理(调质处理)工艺参数对焊接质量的影响,确定了焊件热处理的最佳工艺参数是:870℃加热,零保温淬火,520℃×140 min回火。

摩擦式高楼逃生器的设计

论文提出了一种基于摩擦原理的纯机械高楼逃生装置。该装置设计了安装逃生器的专用支架和防止钢丝绳脱落的壳体,还设计了限制超速的自锁机构,使得高楼逃生更加快速安全、操作方便,老少皆可适用,适用各种体重,而且适用于复杂的外墙状况。该逃生器不需要外在动力,结构紧凑、简单实用,下降速度稳定,且造价较低。

煤矿用进口链轮材料性能分析

利用拉伸试验机对煤矿链轮常用的两种进口材料(德国DBT公司和JOY公司的链轮材料)进行了室温下的拉伸试验,并对拉伸后材料的断口进行观察。运用销盘滑动摩擦试验机对两种材料进行了摩擦磨损试验,并进行了磨损形貌观察。对两种进口链轮材料进行了组织与成分、拉伸性能以及耐磨性分析。结果表明:两种材料都具有较高的抗拉强度和塑性;DBT材料的耐磨性要优于JOY材料。

2060铝锂合金搅拌摩擦焊工艺与微观组织研究

研究了不同焊接工艺参数条件下,2060铝锂合金接头的宏观形貌和微观组织特点。结果发现,焊核区为细密的等轴晶组织,热影响区组织粗大,热机影响区组织发生畸变;焊缝前进侧界面清晰,后退侧模糊,当热输入因子较大时,前进侧界面也变得模糊起来。对焊缝进行无损和微观组织分析,均未发现焊接缺陷。拉伸测试结果表明,接头静强度达到母材强度的82%以上,较高的热输入利于拉伸强度的提高。以上研究表明:该合金具有较大的工艺窗口。

摩擦转速对Super304H/T92摩擦焊焊接接头性能的影响

利用连续驱动摩擦焊技术焊接Super304H/T92异种钢钢管,焊接接头具有良好的显微组织和力学性能。考察了摩擦转速对焊接接头的显微组织和力学性能的影响,随着摩擦转速增加,焊接接头晶粒尺寸没有明显变化,热影响区碳化物析出相的数量略微增加,显微硬度增大,冲击韧性逐渐降低;摩擦转速对拉伸断裂位置和拉伸强度没有影响。

焊接速度对7A04铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用不同焊接速度焊接7A04铝合金板材,并对搅拌摩擦焊接头进行微观组织和力学性能分析研究。结果表明,接头焊核区由于搅拌头的搅拌作用及发生动态再结晶,形成细小等轴晶,尺寸远小于母材;机械热影响区处于搅拌头外缘,在搅拌头搅拌作用下发生明显的拉伸变形;热影响区晶粒发生明显粗化。不同焊接速度下焊缝区的硬度分布整体上呈"W"形分布,接头软化,焊缝区硬度低于母材,硬度最高值出现焊核区,最低值出现在热影响区。当旋转速度为800 r/min,焊接速度为120 mm/min时,接头成型性最佳,其抗拉强度为410 MPa,达母材强度的75%。