低碳钢搅拌摩擦焊用摩擦头的失效研究

选用YG8硬质合金作为摩擦头材料进行低碳钢的搅拌摩擦焊试验。采用游标卡尺测量工具、X射线衍射仪和能谱仪等分析摩擦头在焊接过程中的主要失效形式。结果表明,YG8硬质合金摩擦头在低碳钢的搅拌摩擦焊过程中的主要失效形式为机械磨损、氧化剥落、搅拌针脆性断裂和轴肩变形失效等。引起失效的主要原因是摩擦头长时间的高温高压摩擦,导致粘结相Co分布不均匀或部分扩散流失,严重破坏了硬质合金的骨架模型;失效后摩擦头组织中出现了游离碳和硬脆相Co6W6C,减弱粘结相Co对基体相碳化钨的固溶强化作用,最终导致摩擦头的硬度、强度和耐磨性等下降。

不锈钢搅拌摩擦焊摩擦头磨损机理研究

搅拌摩擦头技术是搅拌摩擦焊工艺的关键技术。在探讨不锈钢搅拌摩擦焊工艺的基础上,对不锈钢搅拌摩擦焊过程中硬质合金搅拌摩擦头的磨损机理进行了比较系统的试验研究。通过对实验研究结果的分析,初步将搅拌摩擦头的磨损归结为粘结磨损、氧化磨损、扩散磨损、脆性剥落和脆断。

SS304和Q235异种钢搅拌摩擦焊接头腐蚀有限元模拟

针对异种金属焊接接头易于发生电偶腐蚀,基于腐蚀电化学原理,将动电位极化曲线参数和金相组织面积比例等作为边界条件,采用有限元分析软件COMSOL对Q235低碳钢和304不锈钢(SS304)异种钢FSW接头不同区域腐蚀行为进行了预测,研究了焊接接头不同区域宏观和微观电偶腐蚀电位分布和电流密度的变化规律。结果表明,在宏观电偶腐蚀中,腐蚀深度的最大值位于SS304后退侧(RS_(304))与搅拌区(SZ)的交界处,约为Q235低碳钢母材(BM_(Q235))的5倍,各区电流密度随腐蚀时间的增长而增大,在微观电偶腐蚀中,腐蚀深度的最大值位于SS304侧搅拌区(SZ_(304))与Q235侧搅拌区(SZ_(Q235))的交界处,约为BM_(Q235)的1.2倍,并且珠光体组织面积比例越大,耐蚀性越差。采用该有限元模型可以预测异种钢搅拌摩擦焊接头不同区域的腐蚀行为。

铝合金搅拌摩擦与MIG焊接接头疲劳性能对比试验

根据疲劳S-N曲线试验结果,对5A06铝合金搅拌摩擦焊(FSW)和MIG焊接接头的疲劳性能进行了初步比较,分析讨论了搅拌摩擦焊过程中所产生的焊接缺陷对其疲劳性能的影响。结果表明,在焊态下由于焊接接头几何形状等的影响,FSW的疲劳强度明显高于MIG焊接接头;对FSW焊缝根部的“吻接”缺陷(kissing-bonds)是降低FSW焊接接头疲劳寿命的主要因素,旋转搅拌工具在焊缝表面形成的多余飞边将对疲劳行为产生明显影响。

搅拌摩擦焊接头疲劳行为研究现状

搅拌摩擦焊(FSW)接头的抗疲劳断裂特性是评定其构件使用性能的重要指标之一。本文对搅拌摩擦焊的接头疲劳行为研究现状做了比较详尽的总结,涉及S-N曲线、裂纹扩展速度da/dN和门槛值?Kth,腐蚀环境下的裂纹扩展速度和门槛值、显微组织及影响因素,并提出了今后需要解决的问题。

热处理工艺对惯性摩擦焊接头冲击韧性的影响

研究了焊后热处理对碳钢惯性摩擦焊接头冲击韧性的影响。结果表明 ,焊后热处理对惯性摩擦焊接头的冲击韧性有显著影响 ,采用适当的焊后热处理可以改善接头的冲击韧性。

2014铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷分析

采用搅拌摩擦焊方法对8mm厚的2014铝合金进行了焊接,分析了接头缺陷的种类及形成原因。研究结果表明:搅拌头形状及焊接工艺参数对接头缺陷的形成具有重要影响;缺陷主要有孔洞、裂纹、飞边和沟槽四种;焊接缺陷的产生是由于在搅拌摩擦焊接过程中焊缝金属经历了不同的热机过程所致,过热或者塑性材料流动不足都会导致焊接缺陷的形成。

飞机铝合金搅拌摩擦焊与铆接接头力学性能对比

在搅拌摩擦焊接头与铆接接头力学性能对比试验中,所有试样均在铆接处发生失效断裂,而搅拌摩擦焊焊缝完好无损,这说明搅拌摩擦焊接头静态力学性能明显优于铆接接头,为搅拌摩擦焊代替铆接提供了有力依据。

锅炉蛇形管摩擦焊接头残余寿命计算模型

以可靠性理论为基础 ,制定了电站锅炉蛇形管焊接接头的加速寿命试验规范。通过对大量新制的 15CrMo摩擦焊接头的高温内压爆破持久试验 ,证明了试验规范的正确性和各组合应力水平的失效机理的一致性。在此规范的基础上 ,对已运行过132kh的 12Cr1MoV摩擦焊接头 ,建立了带有可靠度指标的残余寿命数学模型 ,计算结果表明摩擦焊接头 ,在设计寿命期内是完全可靠的 ,摩擦焊这种焊接工艺的质量是稳定可靠的。

空心抽油杆摩擦焊接头断裂失效分析

文章对断裂失效构件 2 0CrMo +35CrMo为材质的空心抽油杆摩擦焊接头进行了分析。结果表明 ,该失效的摩擦焊接头 ,由于在焊接中采用了弱工艺规范致使热影响区宽度过宽 ,尤其在 2 0CrMo一侧的焊接热影响区中存在较宽的正火软化区 ,从而降低了接头强度 ,成为构件的薄弱环节 。

基于小波包分析的铜/钢异种材料摩擦焊接头质量的超声无损评价

对铜/钢异种材料摩擦焊接头的强度无损评价方法进行了研究,利用小波包分析的方法对铜/钢摩擦焊接头的超声A扫描信号进行处理,计算出各频带上的能量值,找出了频带能量与微剪切强度之间的联系。研究表明,对超声A扫描信号进行小波包分析后,通过研究各频带上的能量值可判断接头局部区域的剪切强度情况,从而判断接头的结合质量。

铜/钢异种材料摩擦焊接头强度的超声波检测

为了对异种材料摩擦焊接头质量的评价方法进行研究,采用超声波C扫描对不同加工工艺的铜/钢摩擦焊接头进行检测,然后对接头的微剪切强度进行测定。通过研究C扫描结果与接头微剪切强度的关系,发现C扫描结果可以反映接头力学性能的优劣,进而对整个接头质量进行评价。

高强钢摩擦焊接头感应加热区宽度窄化技术

针对高强钢摩擦焊接头焊后正火感应热处理加热区过宽产生的焊接接头软化失效问题 ,为窄化感应加热区宽度制作了磁轭式感应器 ;采用红外热成像技术实时检测高强钢钻杆摩擦焊接头焊后正火感应热处理过程的温度分布 。

不同环境下2024铝合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀行为

国内外对铝合金搅拌摩擦焊的工艺做了大量的研究,而有关高强铝合金FSW焊接头耐腐蚀性能的研究则较少。本课题以2024铝合金为对象,对其搅拌摩擦焊接头在浸泡环境、中性连续盐雾环境和酸性连续盐雾环境下的腐蚀行为进行了研究。

摩擦焊接头塑性金属流动行为研究现状

通过对摩擦焊塑性流动的研究,建立焊接参数对塑性流动的影响规律,对于确定焊接参数、优化焊接工艺、控制焊缝接头的组织和性能,进而提高焊接质量具有重要的实用价值。

摩擦焊接头超声波检测缺陷信号智能识别

为使超声波无损检测准确识别摩擦焊接头的弱结合缺陷,本文利用小波包分析法分析处理超声波检测的回波信号,利用“能量-故障”法提取各检测信号的信号特征,将信号特征向量作为输入量引入到利用改进算法所构建的信号识别神经网络中,使其对接头中的缺陷进行后端分类和识别处理,从而实现了摩擦焊接头缺陷的智能识别。实验结果表明该方法具有较高的准确度。

电场热处理的铜与不锈钢摩擦焊接头扩散行为

运用电子探针线扫描研究了经焊后电场退火热处理的T2紫铜和 1Cr1 8Ni9Ti不锈钢摩擦焊接头焊合区主要合金元素的扩散行为 ,采用Boltzman -Matano法求解了外加电场对摩擦焊接头Fe元素的扩散系数和扩散激活能的影响。结果表明 ,紫铜与不锈钢摩擦焊接头焊后电场退火热处理过程中 ,主要合金元素Fe在焊合区的扩散区比常规热处理时要宽 ,扩散区宽度随电场强度数值的增大而增大。此外 ,静电场使热处理过程中摩擦焊接界面Fe元素在 6 0 0℃时的扩散系数高于常规焊后热处理的摩擦焊接头 ,使Fe元素在焊接界面处的扩散激活能降低。随电场强度的增加 ,Fe元素的扩散系数增大 ,扩散激活能下降。其中 。

镁合金搅拌摩擦焊接头晶粒取向和织构分析

利用背散射电子衍射分析技术(EBSD)和取像显微分析技术(OIM),通过定量测量变形镁合金AZ80A搅拌摩擦焊搭接接头的焊核区晶粒取向和织构,探讨了搅拌摩擦焊焊核区形成的微观过程.结果表明:AZ80A合金在搅拌摩擦焊过程中,存在塑性变形和动态再结晶两种微观过程,导致焊核区所形成的晶粒织构密度不强、取向呈多样化的趋势;晶粒为再结晶细晶粒;在焊核区,变形织构{1,-1,0,4}<1,0,-1,0>略偏离板法向20o,且随板厚方向向下越来越强,同时再结晶取向越来越多;焊核区晶粒继承了母材中的{1,-1,0,4}<1,0,-1,0>变形织构,在焊核区所发生的动态再结晶含有一定程度的原位再结晶.

飞机高强铝合金搅拌摩擦焊接头盐雾腐蚀试验

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)是英国焊接研究所(TWI)于1991年发明并在世界范围内获得专利保护的新型固相连接方法,也是世界焊接技术发展史上从发明到工业应用时间间隔最短,且发展最快的一项神奇的焊接技术。它在铝合金结构件制造中具有独特的优势,可以焊接各种铝合金材料,且接头的性能良好。

激光喷丸对7075铝合金搅拌摩擦焊接头的影响

以7075铝合金试样的搅拌摩擦焊接头为对象,利用激光喷丸和常规喷丸工艺对其进行后续处理,通过试验对比分析了激光喷丸工艺对表面粗糙度、显微硬度、接头残余应力、裂纹扩展、疲劳寿命的影响。结果表明,经激光喷丸处理的搅拌摩擦焊接头的表面粗糙度远小于常规喷丸处理的接头表面,而对接头显微硬度的影响差异不大。激光喷丸可改变接头的残余应力分布,是增强搅拌摩擦焊接头抗疲劳性的有效方法,对其他焊接接头及构件的激光喷丸处理具有一定的参考价值。