铝合金搅拌摩擦焊接头残余应力分布

采用小孔法对3 mm厚2024-T4铝合金板搅拌摩擦焊对接接头的残余应力分布规律进行研究。为了衡量钻孔引入应变对结果的影响,测量了退火2024铝合金板钻孔产生的应变,将其作为附加应变对焊接试件上测得的应变结果进行修正。结果表明,在试验条件下得到的焊接接头的残余应力以纵向应力为主,横向应力相对很小;纵向高应力区集中在轴肩作用区域,呈不对称分布,前进侧应力高于返回侧,在轴肩作用区域之外应力值迅速降低,在距焊缝中心较远的区域转变为压应力;纵向残余应力峰值为164.5 MPa。分析认为,机械搅拌和焊接温度场的叠加作用造成焊缝两侧纵向残余应力的不对称分布。

6061铝合金FSW接头残余应力分析

铝合金焊接是近年来研究的热点之一,其接头焊接残余应力对结构使用性能存在较大的影响。采用有限元模拟分析软件ANSYS,以6 mm厚的6061铝合金为研究对象,模拟了搅拌摩擦焊接过程,计算6061铝合金搅拌摩擦焊接头的应力场大小及分布特征,并采用小孔法对搅拌摩擦焊接头残余应力进行测试。模拟及测试结果表明,纵向应力较横向应力在数值上大,在轴肩范围内为拉应力,且在焊缝中心出现低应力点,在轴肩范围外为压应力,且纵向残余应力最大值出现在轴肩边缘,模拟和实测的纵向残余应力最大值分别为79 MPa和99 MPa。

铝合金搅拌摩擦焊接头残余应力测试分析

采用小孔法研究厚2 mm的6061-T5铝合金搅拌摩擦焊对接接头残余应力的分布规律,分别测量接头处垂直、平行于焊缝的残余应力,并进行了计算分析。结果显示,搅拌摩擦焊接头残余应力在焊缝及其附近区域无论是垂直还是在平行焊缝方向的均承受压应力,且随小孔深度的增加而增加。垂直和平行于焊缝方向的残余应力呈现出周期性分布,且它们在前进侧的周期相比于后退侧较小;残余应力在焊缝两侧呈不对称分布,后退侧应力值较高,其残余应力峰值出现在后退侧轴肩作用区域边缘处,其值分别为93 MPa和100 MPa。

焊缝残余应力的磁性法和盲孔法测试及讨论

本文讨论了磁性法中灵敏系数α的确定,结果得到笼统地用母材的α值来计算焊缝及焊缝熔合线附近的应力是不适当的;同理,盲孔法中亦不宜用母材的机械能来笼统地计算上述区域的应力值。在磁性法中,理论上讲角θ_1与θ_2应相等,但实测结果表明,θ_1与θ_2有差异,因此θ_1与θ_2应以实测为准。

孔径法测量铜带残余应力的试验研究

介绍了用于薄板残余应力测量的新方法——孔径法,该方法是通过测量冲孔直径的变化来间接求出各方向的残余应力;文中详细阐述了残余应力的标定方法;由于可针对不同材料建立了被测材料的平均应力(σ_l)与被测板材宽度(B)、厚度(H)以及冲孔后直径变化率(△D_i/D)之间的数学模型,因而使薄板残余应力测量变得简便而经济;此外还对该方法的分辨率与测量精度进行了实验、计算与分析。