搅拌头转速对球墨铸铁/低碳钢搅拌摩擦搭接接头强度的影响

对铁素体基球墨铸铁和08F低碳钢实施了拌摩擦搭接焊,利用拉伸机、扫描电镜和光学显微镜,研究了搅拌头转速对接头拉剪剥离强度和显微组织的影响。固定搅拌头进给速度为60 mm/min,搅拌头转速增大到800 r/min后,接头拉剪剥离强度增大很快,搅拌头转速1000 r/min对应的接头断裂于低碳钢母材处,其拉剪剥离强度最大达到3907 N/cm。若搅拌头转速过低,搅拌区形成带状石墨聚集区,成为接头断裂路径,降低了接头强度;提高搅拌头转速可有效促进两材料搭接面接合,有利于石墨颗粒分布均匀,从而提高接头强度。

搅拌头转速对AZ31镁合金厚板搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

选用9.8 mm厚AZ31镁合金进行搅拌摩擦焊对接试验,探究搅拌头转速对焊接接头力学性能和表面成型的影响。结果表明,接头的力学性能随搅拌头转速的增加呈先增大后减小的趋势。过低的搅拌头转速会造成热输入不足,产生隧道缺陷,降低接头力学性能;搅拌头转速过高会造成热输入过大,也会降低接头的力学性能。当选择转速800r/min,焊接速度180 mm/min时,接头力学性能最好,拉伸断口呈韧性断裂,无缺陷。

搅拌头转速对6063铝合金双面搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用光学显微镜和拉伸试验机,研究了搅拌头转速对6063-T4铝合金挤压材双面搅拌摩擦焊接头显微组织与力学性能的影响。结果表明,随着搅拌头转速的增加,焊接接头的热输入量增大,焊核区和热影响区的晶粒尺寸增大,焊接接头的强度逐渐下降。搅拌头转速为1000rpm时,焊接接头的强度最高,抗拉强度为132.2MPa,屈服强度为78.3MPa,延伸率为22%,焊接接头的抗拉强度为挤压材抗拉强度的94.3%。

转速及偏置量对6061铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

对6 mm厚AA6061-T6铝合金进行搅拌摩擦焊,主要研究了搅拌头转速以及搅拌针偏置量对接头显微组织及力学性能的影响。研究表明:当焊接速度一定时,接头的抗拉强度随转速的提高,先提高后降低,并在转速为1 100 r/min,焊速为50 mm/min时,接头强度达到最大值190 MPa,为母材抗拉强度的63%;相比0偏置量时接头的抗拉强度,当偏置量小于1 mm时,接头抗拉强度下降不明显;当偏置量大于1 mm时,焊缝区出现明显孔洞形缺陷,接头抗拉强度显著降低。金相试验和显微硬度测试结果表明,焊核区在热和力的作用下发生了动态再结晶。拉伸断口的SEM表明接头拉伸断裂模式主要为韧性断裂。

工艺参数对6061铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

用搅拌摩擦焊对3 mm厚6061铝合金板进行焊接,研究不同焊接工艺参数下的焊缝成形情况、焊接接头的力学性能,并研究去除待焊部位氧化膜对焊接接头力学性能的影响。结果表明:轴肩压入量为0.2 mm时焊缝成形优异,压入量过大或过小焊缝成形均不好。其他条件不变的情况下,随着焊接速度或搅拌头转数的提高,焊接接头力学性能先升高,达到峰值后降低。

6082-T6铝合金厚板的搅拌摩擦焊

针对18 mm厚6082-T6铝合金厚板进行了搅拌摩擦焊试验,分析了搅拌头旋转速度对接头表面成形的影响,测试了接头的力学性能。研究表明,焊接速度保持100 mm/min不变时,搅拌头的旋转速度对焊缝表面形成影响显著,当搅拌头转速为350 r/min时,焊缝成形美观,随着搅拌头转速的进一步提升,焊缝表面粗糙度增加。拉伸测试结果表明,接头强度达到母材强度70%以上,断裂位置均发生在焊缝前进侧热影响区。弯曲测试结果显示,在不同搅拌头转速下形成的接头均具有良好的弯曲性能。

摩擦搅拌焊接过程温度场的测量分析

温度场的分布不仅影响到摩擦搅拌焊缝区的材料流动,而且直接影响到焊缝各个区域微观组织结构,从而决定了焊接件的性能。结合试验研究了焊接工艺参数,主要是焊接速度和搅拌头旋转速度对2024铝合金焊接过程温度场的影响规律,得到了温度场在时间和空间上的分布规律,以及温度随焊接速度和搅拌头转速的变化规律,并研究了转速/焊速比对温度场的影响。