焊核区域材料塑性参数的反演识别

焊核区域材料塑性参数在工程设计中十分重要,受试样尺寸限制,其无法通过简单的拉伸试验确定。针对该问题,提出了一种基于粒子群算法与维氏硬度试验的材料塑性参数反演识别方法。该方法中,使用指数材料模型,通过粒子群算法使维氏硬度试验得到的下压过程的力-深度曲线与优化得到的仿真曲线之间的差异最小化,反演得到材料的塑性参数,算法收敛速度快,结果精度高;并与单轴拉伸试验曲线拟合参数进行对比,验证了该研究方法的有效性。

材料性能对搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

采用左螺纹圆柱搅拌头对O态和T4态2024铝合金进行搅拌摩擦焊接试验,研究了材料性能对搅拌摩擦焊焊缝成形的影响,并用软性约束分析了材料性能对焊核尺寸的影响。试验结果表明:焊缝形貌受焊核周边金属约束的影响,约束程度与材料力学性能和温度有关。O态2024铝合金对接焊时,软性约束体对塑性金属横向迁移的约束小,焊核面积和焊核宽度较T4态2024铝合金的焊核面积和焊核宽度大。两种热处理状态2024铝合金对接焊时,强度和硬度较高的T4态2024铝合金置于返回边时,在焊缝两侧、前进边的软性约束体对塑性金属的约束较返回边的软性约束体对塑性金属的约束强,焊核向返回边偏移;由于在返回边有更多的塑性金属,使其沿焊缝厚度方向向上的运动趋势增强,因此返回边的焊核高度较前进边的焊核高度高。对T4态2024铝合金进行适当的预热,会增强焊缝金属的塑化程度,使其向焊缝两侧的迁移运动趋势增强,焊核宽度及面积增大。

塑性变形对BT20钛合金焊缝组织和力学性能的影响

分析塑性变形对BT20钛合金焊缝组织和力学性能的影响。试验采用钨极氩弧焊对接焊形式对BT20钛合金施焊;焊接接头的塑性变形试验在油压机上进行,变形过程中采用了双保温措施。结果表明:钨极氩弧焊是一种适合BT20钛合金的焊接方法,在其它焊接参数一致的情况下,电流越小,焊接质量越好;塑性变形加退火可显著改善BT20钛合金焊缝的材料组织、细化晶粒,提高焊缝金属材料的力学性能。

材料性能对铝合金搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

采用自主设计的左螺纹圆柱形搅拌头对1060纯铝、5A06和7075铝合金进行同种及异种材料搅拌摩擦焊试验,研究了材料性能对搅拌摩擦焊焊缝成形的影响。试验结果表明：由于材料性能不同,焊缝周边金属对焊缝塑性金属的约束状态不同,从而改变焊缝形貌。同种材料对接时,随着材料强度硬度的增加,焊缝周边金属对焊缝塑性金属的约束力增大,焊核直径和焊核面积逐渐减小。异种材料对接时,在焊接热输入相同的情况下,搅拌针表面螺纹与强度硬度低的金属材料过早地发生滑动摩擦导致驱动力不足,焊核宽度和面积更小,焊核中心向强度硬度高的材料一侧偏移。

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。

压焊

通过大量试验,探讨了厚大螺母与镀锌薄板环凸焊接头的组织与性能。结果表明:当接头具有良好的性能时,结合面存在微区熔化并凝固的细小等轴晶,其接头的连接机制属于微区熔化和固态塑性变形+动态再结晶的混合连接模式。相反,如全部为固态连接模式,接头组织中存在连续的锌夹杂,机械应力较大,接头性能较差,漏气率较高。

搅拌针锥度对塑料搅拌摩擦焊接头质量的影响

搅拌摩擦焊技术(FSW)现已广泛应用于热塑性复合材料的连接,其接头必须满足足够的强度。采用不同锥度的搅拌针,对以30%玻璃纤维为增强体,尼龙6为基体的热塑性复合材料(GFR PA6)进行水下搅拌摩擦焊实验,研究搅拌针锥度对焊缝力学性能及其缺陷的影响。结果表明,搅拌针类型的不同对焊接接头的强度影响最大,当搅拌针锥度为15°、转速1800 r/min、焊接速度20 mm/min时,得到的接头最大抗拉强度为45.25 Mpa,为母材强度的46.2%。三个焊接参数中搅拌针锥度对接头强度影响最为显著,其次是转速,最后是焊接速度。