Relationship Between Microstructures and Microhardness in High-Speed Friction Stir Welding of AA6005A-T6 Aluminum Hollow Extrusions

AA6005 A-T6 aluminum hollow extrusions were friction stir welded at a fixed high welding speed of 2000 mm/min and various rotation speeds.The results showed that the heat-aff ected zone(HAZ)retained the similar grain structure as the base material except some grain coarsening,and the density of dislocations andβ′precipitates were almost unchanged,indicating that the high welding speed inhibited the coarsening and dissolution ofβ″precipitates via fast cooling rate.The thermo-mechanically aff ected zone(TMAZ)was characterized by elongated and rotated grains,in which a low density ofβ′precipitates and the highest density of dislocations were observed.The highest heat input and severest plastic deformation occurring in the nugget zone(NZ)resulted in the occurrence of dynamic recrystallization and a high density of dislocations.Hence,all theβ″precipitates and most of theβ′precipitates dissolved into the matrix,and a fewβ′precipitates were transformed intoβprecipitates.The microhardness was controlled by the precipitation and solution strengthening in the HAZ,by the dislocation and precipitation strengthening in the TMAZ,and by the fine-grain and dislocation strengthening in the NZ.With the increase in rotation speed,the peak and the lowest microhardness value increased monotonously.

汽车用多孔薄壁铝型材横向焊缝研究

以某汽车电池托盘用铝合金型材为研究对象,基于HyperXtrude有限元仿真软件,对挤压过程中的金属流动情况进行了稳态数值模拟,得到良好的型材后,对连续挤压过程中新旧坯料的流动情况进行了瞬态分析,并预测了型材横向焊缝延伸长度,分析了挤压工艺参数和模具结构对横向焊缝的影响。结果表明,挤压速度从1 mm·s^(-1)提升到6 mm·s^(-1)时,型材横向焊缝延伸长度降低约24%;坯料加热温度对横向焊缝延伸长度几乎无影响;挤压比越小,型材横向焊缝延伸长度越短。下模焊合室圆角半径从1 mm提升至9 mm时,横向焊缝延伸长度降低了约21.9%。焊合室入口角度从0°提升至40°时,横向焊缝延伸长度减小了约46.1%。通过研究型材横向焊缝的形成过程,可以提升材料利用率,为实际生产提供指导。

挤出制品熔接痕的形成、结构分析

对挤出制品熔接痕形成的原理进行细致的分析,指出制品的熔接痕有“V形槽”及“弱连接”两种形式。熔接痕的强度及物理力学性能远远低于制品的其它部位。研究发现,熔接痕的结构与材料配方、挤出机机头模具及加工工艺参数均有关系。

多孔模焊合室结构对型材挤压成形过程的影响

以矩形型材为例,采用有限元软件HyperXtrude对不同焊合室结构的多孔挤压模在稳定挤压过程中的速度场、温度场和应力场进行了数值模拟分析。结果表明,增加焊合室级数可以有效地改善金属流动均匀性、提高型材焊缝质量、降低下模应力和变形量。为了进一步研究焊合室高度对金属流动均匀性的影响,当下模带有三级焊合结构时,通过分别改变各级焊合深度发现:各级深度相同时金属流动最为均匀,前进型模具次之,后退型模具最差。

基于U型网络的K-TIG焊熔池图像分割方法研究

小孔钨极惰性气体保护焊K-TIG(Keyhole Tungsten Inert Gas Welding)的强烈氩弧光会对熔池液面与焊件的成像造成干扰。针对其熔池图像呈现边界模糊、特征尺寸差异大、形态不规则的特点,设计了一种基于注意力机制的多尺度特征融合语义分割模型,对焊接熔池区域图像进行分割。首先,利用并行结构的多尺度非对称瓶颈单元替换UNet在特征提取过程中的卷积块,加强对不同尺度特征提取的能力,强化对熔池轮廓的表征能力;然后,在上采样阶段使用跨层的注意力模块引导网络模型更加关注熔池的锁孔区域;最后,在进行网络训练之前,对训练集的图片采用Multi-Scale Retinex算法执行颜色和形态的图像增强。实验结果显示,该神经网络的分割结果与熔池实际区域在Dice系数、MIOU以及F1系数的指标上分别达到95.78%、83.32%和91.86%。

5356铝合金焊丝组织与性能的试验对比研究

通过金相、扫描、硬度及拉伸试验等测试分析手段,对自制焊丝(1#)、国产焊丝(2#)和进口焊丝(3#)3种5356铝合金焊丝的表面质量、显微组织以及力学性能进行了对比分析研究。试验结果表明:由于成分配比、杂质含量、加工方法等原因,3#焊丝表面均匀光滑,无裂纹、划痕等显著缺陷,表面质量和力学性能最优;1#焊丝表面存在细微裂纹,晶粒细小均匀分布,表面质量和力学性能次之;2#焊丝表面粗糙,有凹坑及麻点等缺陷,表面质量和力学性能最差。

管状烟囱塔架制作和预拼装的尺寸控制

本工程是典型的三维空间管管相连结构,从下往上由大等边三角形过渡至小等边三角形,在塔架下端,三柱随着柱间尺寸的变化而倾斜,在上部慢慢演变为三柱垂直于地面。管柱底板与预埋件的连接、柱柱分段连接均为法兰螺栓连接,三角架之间的连接也采用管斜撑加连接板螺栓连接,所以对构件尺寸的加工准确度要求很高。在制作过程中,在制作方法、制作顺序、焊接控制和构件尺寸加工精度方面都严格按照施工工艺流程要求进行,对构件的外形尺寸、孔的相对位置精度进行有效控制和过程跟踪,并且在工厂进行了大小预拼装,穿孔率达到了99%以上,而且现场安装也很成功,高装配准确率得到了一致认可。为类似工程积累了宝贵的施工经验。

铝型材焊合暗痕的控制办法

铝型材焊合暗痕条纹是挤压条纹的一种,它是铝合金经过模具分流,分成多个铝流,然后在模具焊合室重新焊合后流出模具成形,在型材上形成的一条连接线。一般在一些组合模(分流模)型材比较常见,少数表现在平模上,它是铝型材的表面和内在组织性能的一种缺陷。在型材表面,有些肉眼就能看得出来,一条或多条呈白色或灰暗色的条纹;有些虽然我们用肉眼看不出来,但经过高倍显示仪器的放大,或者型材经过后期氧化处理后清楚看到。在组织性能方面,型材在焊缝处,经过冷加工或使用时间较长后,会出现开裂的现象。

铝合金建筑型材氧化焊合线缺陷分析

氧化型材焊合线缺陷问题一直是生产过程中最令人困扰的问题。本文主要针对氧化型材焊合线问题进行的研究,通过调整模具结构,优化挤压工艺参数,最终达到避免焊合线缺陷的效果。

基于有限元的模具结构对AZ91镁合金管转角分流挤压焊合压力的影响

将转角挤压剪切变形原理和镁合金管材分流挤压相结合,设计了镁合金管转角焊合室分流挤压模具。新模具在保证挤压舌针刚度的前提下增加了焊合室的有效高度和焊合时间,从而有利于提高焊缝的焊合性能。基于DEFORM有限元平台建立了AZ91镁合金管转角焊合室分流挤压有限元模型,并进行了可靠性验证。然后,基于该有限元模型研究了转角角度、分流桥结构和凹模结构尺寸对焊合室内平均压应力的影响规律。结果表明:随着分流模转角β和凹模结构尺寸a的增大,焊合室内的平均压应力逐渐增加;对于雨滴形分流桥结构,随着分流桥锥度γ的增大,焊合室内的平均压应力有所增大,但是增幅不明显。