返修工艺对6005-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头性能的影响

在相同工艺参数下,对6005-T6铝合金型材双轴肩搅拌摩擦焊接头进行一次返修,并对其疲劳试件断口进行SEM扫描与分析。结果表明:返修后焊接接头的疲劳强度低于未返修焊接接头,随着应力的增大,从低应力区到高应力区,两种接头疲劳强度差异缩小;由升降法计算得未返修焊接接头疲劳极限为101.7 MPa,返修接头疲劳极限为75 MPa。断口分析表明:一次返修后疲劳试件未发现明显缺陷,断裂位置主要集中在母材,启裂区表面平滑,扩展二次裂纹少,疲劳纹清晰且粗大,终断区为韧性断口,可观察到大量浅韧窝。

表面状态对6005A-T6铝合金型材BT-FSW接头耐应力腐蚀性能的影响

对两种焊前表面处理的6005A-T6铝合金型材试板进行双轴肩搅拌摩擦焊(BT-FSW),制备出两种表面状态下的应力腐蚀(SCC)敏感性试样。分别比较在模拟海水溶液(3.5%NaCl)与自然环境(空气)中两种表面状态试样的慢应变速率拉伸试验(SSRT)结果,比较SCC指数相对值来判定试样对应力腐蚀的敏感性。结果表明:两种焊前表面状态BT-FSW接头的4种应力腐蚀敏感系数相当,在模拟海水的含Cl-溶液中未表现出对应力腐蚀的敏感性。SEM扫描结果显示:在自然环境和腐蚀介质中,两种试验接头断口形貌均呈纤维状,未出现明显夹杂缺陷和脆性开裂特征,边缘和中心区域包含大量等轴韧窝,均属于典型韧性断裂。

装配间隙对6005A-T6铝合金型材BT-FSW接头抗应力腐蚀性能的影响

对6005A-T6铝合金型材进行BT-FSW双轴肩搅拌摩擦焊,研究了0、0.5和1 mm三种装配间隙对焊接接头应力腐蚀(SCC)敏感性的影响。利用SEM扫描电镜对接头慢拉伸(SSRT)应力腐蚀试件断口截面形貌和微观缺陷进行了观察与分析。结果表明:装配间隙越大,焊接接头应力腐蚀开裂敏感性就越大。在0~0.5 mm范围内,间隙量对接头中心区域组织形貌影响较弱,断口均位于热影响区HAZ,是典型韧性断口。当间隙量到达1 mm时,应力腐蚀裂纹萌生于焊核区中心C型线界面,腐蚀区光亮平坦,中心放大区可以观察到细小放射状河流花样,断口类型为沿晶脆性断裂。

控制6A02-T6铝合金XC065型材粗晶环的工艺研究

热挤压6A02-T6铝合金型材出现粗晶环,试验研究在加热炉中加热铸锭的方式、加热温度和保温时间以及淬火加热制度对其粗晶环的影响,确定出合理的工艺参数,控制6A02-T6铝合金XC065型材不出现粗晶环或粗晶环深度在5 mm之内,以满足用户的使用要求。

6005A-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊组织与性能

采用回填式搅拌摩擦点焊对1.0+1.5 mm厚6005A-T6铝合金进行搭接焊接,利用金相显微镜、显微硬度仪、拉伸试验机和电化学分析系统,对焊点的形貌和微观组织、硬度、拉剪性能和耐蚀性能进行了研究。结果表明,焊点表面平整无缺陷,微观组织组成较为复杂,这些均与搅拌头的结构和塑性金属流动方式有关。对于1.0+1.5 mm搭接接头,焊点横截面上下两板的硬度分布存在差异,其拉剪性能在搅拌针和搅拌套压入深度为1.7 mm时具有最大拉剪力,焊点的耐蚀性能要低于母材。

6061-T6铝合金中空薄壁型材双轴肩搅拌摩擦焊工具设计与工艺分析

基于双轴肩搅拌摩擦焊热输入的理论分析,建立了焊接工具结构尺寸特征值与待焊工件厚度之间的工程模型.利用该工程模型,设计并优化得到适用于厚度为2.5 mm的6061-T6铝合金薄板的双轴肩搅拌摩擦焊工具.使用该工具对中空薄壁型材进行焊接,并对焊接工艺参数进行优化.结果表明,当焊接工具转速为1000 r/min、焊接速度为600 mm/min时,可以得到综合力学性能最佳的焊接接头,其中正面焊缝焊接接头抗拉强度可达231 MPa,为母材抗拉强度的77%,弯曲角度达180°;反面焊缝焊接接头抗拉强度可达226 MPa,为母材抗拉强度的76%,弯曲角度达180°.

A6N01-T5铝合金型材力学性能与停放时间的关系

论述了A6N01-T5铝合金型材停放时间与力学性能的关系。铸锭经挤压机挤压成形,在挤压机上在线淬火处理,室温停放不同的时间,随后在相同的时效制度下进行人工时效,其力学性能的变化非常明显。通过对比试验,确定了型材力学性能与停放时间的关系曲线。

6A01-T5铝合金型材及其焊接接头的疲劳极限测试

为了快速、准确地验证材料的疲劳极限,从试验方法和试样组的测试顺序两个方面进行分析研究。介绍了一种用3~5个试样验证疲劳极限的试验方法,并结合小样本的概率分析论证了该方法的有效性。利用这种试验方法,用简谐共振式高频疲劳试验机分别测试了取自6A01-T5铝合金型材的3种板试样,包括母材光滑试样、焊接平滑试样和焊接余高试样。结果表明,与传统应力升降法相比较,试验验证方法具有节省试样和缩短试验周期的优点。根据疲劳寿命影响因素和试样断口图片,分析了焊接接头疲劳性能测试用试样的差异,并推荐了平滑试样与余高试样的检测顺序,为铁路机车车辆构件疲劳性能检测提供了一种有效方法。

6061-T6铝合金挤压型材高温拉伸性能及模型预测

研究6061-T6铝合金挤压型材在室温(23℃)~500℃范围内的拉伸性能,并对试样断口形貌进行观察与分析。结果表明:随温度的升高,合金抗拉强度和屈服强度呈线性下降趋势,而伸长率则先降后升。温度较低时,合金断口处有大量小韧窝和撕裂楞,以穿晶方式断裂;而在高温条件下,合金断口处小韧窝数量减少,出现大量尺寸较大的孔洞。同时,本试验还对合金抗拉强度、屈服强度和伸长率随温度变化曲线进行了函数拟合,建立了各自的预测模型,为工程应用提供参考。

6mm厚6082-T6分流模挤压成形铝合金型材焊合线疲劳性能研究

结合6mm厚6082-T6铝合金型材在铁路货车中应用的状态,在已知6082-T6铝合金型材成分和性能分析的基础上,通过脉动拉伸疲劳试验方法对分流模挤压成形的6mm厚6082-T6铝合金型材焊合线疲劳性能进行研究,确定6mm厚6082-T6铝合金型材焊合线中值疲劳极限为115MPa,疲劳试件断裂位置大多数位于母材位置。脉动拉伸疲劳试验完成之后,通过SEM观察断口形貌,剖析试件断裂原因,为6082-T6铝型材的推广应用提供必要的技术支持。

异种铝合金铆接接头腐蚀疲劳行为研究

用质量分数为3.5%的NaCl溶液70℃腐蚀5 mm厚6082-T6/6005A-T6异种铝合金铆接接头,研究其疲劳破坏行为。结果表明:空气中铆接接头疲劳极限为4.48 kN,失效位置为铆体帽沿根部;腐蚀介质中铆接接头疲劳极限为3.6 kN,腐蚀疲劳载荷大于4 kN时,失效位置与空气中一致,低于4 kN时疲劳裂纹始于6005A侧母材表面约500μm厚的粗晶层,且沿晶开裂。去除粗晶层制成的铆接接头腐蚀疲劳极限为3.97 kN,疲劳载荷低于4 kN时,裂纹始于表面细晶,并存在约50μm沿晶开裂。腐蚀环境改变了铆接接头疲劳失效模式,6005A铝合金与异种材质相比在腐蚀介质中腐蚀电位最低,表层晶粒尺寸和晶界析出相是影响铆接接头腐蚀疲劳性能的主要因素。

火灾高温后6061-T6铝合金挤压型材残余力学性能研究

为评估火灾高温后6061-T6铝合金挤压型材的残余力学性能,设计加工了16个标准试件,通过静力拉伸试验和往复滞回试验,研究了过火温度、冷却方式、过火时间等因素对火灾高温后铝合金残余力学性能的影响规律.基于试验数据,得到如下结论：1）火灾高温后,材料弹性模量变化不大,但材料屈服强度、极限强度和断裂强度显著下降;2）过火温度和过火时间是影响强度的主要因素,冷却方式影响不大,温度越高、时间越长,强度下降越明显;3）采用Ramberg-Osgood模型,对火灾高温后材料的循环加载骨架曲线进行拟合,得到循环荷载下的应力-应变关系骨架曲线,为火灾高温后;铝合金结构的抗震性能和抗风性能评估提供了依据.

焊接残余应力在循环拉伸载荷作用下的演变规律

采用便携式i XRD残余应力仪测量6 mm厚A6005-T6铝合金平板试样焊接后的残余应力,利用PWS-100低频疲劳试验机对平板试样进行低周次的循环加载,采用QBG-100高频疲劳试验机,试验频率100 Hz,进行3个阶段的加载,测出不同加载方式下的应变量。结果表明:在低周次的动态循环载荷下,1~4号应变片总应变演变趋势为第1次循环加载后,1~4号应变片的总应变均有变化,为正值,在第2次到10 000次的循环范围内,随着循环加载次数的增加,1~4号应变片的总应变未随着循环次数的变化而变化。在高周次的循环加载中,加载次数从1万次到1 000万次,1~4号应变片的总应变量基本保持不变,即在1×10~4~1×10~7循环加载过程中,材料未再产生新的塑性变形,说明焊接残余应力未随着循环次数的增加而继续发生松弛。