搅拌头旋转频率对静止轴肩搅拌摩擦焊接头力学性能的影响规律

利用自行设计的静止轴肩装置对6005A-T6铝合金进行了静止轴肩搅拌摩擦焊的试验研究.结果表明,当焊接速度为200 mm/min时,表面光滑且无缺陷的焊接接头抗拉强度与断后伸长率随着搅拌头旋转频率的增加呈现先增加后减小的趋势;焊接接头的正背弯180°无裂纹;当旋转频率为1 800 r/min时,抗拉强度达到最大值234MPa,接头强度系数达到79%.静止轴肩搅拌摩擦焊接头的显微维氏硬度呈W形分布,最小值出现在前进侧的热影响区;接头的软化程度随搅拌头旋转频率的增加而增加.焊接接头的断裂位置位于热力影响区,断口呈韧性断裂.

搅拌摩擦焊技术及其应用发展

简单介绍了搅拌摩擦焊FSW的技术特征,对当前搅拌摩擦焊FSW技术的主要应用领域进行了概述,着重对近些年搅拌摩擦焊的技术发展和最新应用进展进行介绍,同时对搅拌摩擦焊的应用前景进行了展望。

不同轴肩组合对双轴肩搅拌摩擦焊接质量的影响

为了揭示不同轴肩端面对双轴肩搅拌摩擦焊接质量的影响,采用凹/凸四种组合的轴肩对8 mm厚的6061铝合金进行焊接试验,结合焊接转矩、输入功率、前导区温度检测手段,详细分析了不同组合焊缝表面成形、横截面宏观形貌、接头组织形态及力学性能。研究结果表明,在四种轴肩组合中,上凹下凹、上凹下凸的组合能产生纹路细腻、成形美观的焊缝,试样拉伸断口形貌呈典型的韧性断裂;凹/凹组合和凸/凸组合的焊缝关于厚度中心对称,但凹/凸组合的焊缝不再关于厚度中心对称;凹肩表面成形效果强于凸肩,凹肩侧表层焊缝的宽度明显大于凸肩侧对应宽度,且凸肩产生表面沟槽缺陷倾向大于飞边倾向;搅拌区凸肩一侧硬度明显高于凹肩一侧硬度,而在两侧的热影响区,凸肩一侧硬度均低于凹肩一侧硬度。

搅拌摩擦焊技术发展现状与趋势

搅拌摩擦焊接技术自发明以来,倍受国内外学术界与工程界的高度关注,历经20余年的发展和应用推广,作为一种先进的绿色焊接制造技术,搅拌摩擦焊已经成功应用于航空航天、舰船、列车、汽车、电力电子等诸多工业领域,取得了显著的社会经济效益。在强烈的市场需求牵引推动下,搅拌摩擦焊技术与装备也不断创新发展,基于常规搅拌摩擦焊原理衍生的新方法、新技术、新装备不断涌现,各具优势,呈现出百花齐放之发展态势。文中重点介绍了搅拌摩擦焊的发展现状及当前发展的主要技术方法,如搅拌摩擦点焊、静轴肩搅拌摩擦焊、双轴肩搅拌摩擦焊、流动摩擦焊接、机器人搅拌摩擦焊,并展望了搅拌摩擦焊技术发展趋势。

船用铝合金角接的固定轴肩搅拌摩擦焊焊具设计研究

针对船舶常用的5系与6系铝合金的角接开展固定轴肩搅拌摩擦焊的焊具设计研究。对焊具材料的选择及热处理工艺、轴肩和搅拌针的结构型式以及两者间的配合方式等展开了分析研究。

单静止上轴肩BT-FSW工艺过程及成形机理

以AA6056铝合金单静止上轴肩双轴肩搅拌摩擦焊(stationary upper shoulder bobbin tool friction stir welding,SSUBT-FSW)接头为研究对象,通过数值模拟与试验相结合的方法,阐明了SSUBT-FSW温度场与应变场分布规律及接头成形机理.结果表明,SSUBT-FSW的上轴肩处于静止状态,有效增加了焊接稳定性,并将最大扭矩减小至55 N·m(常规双轴肩搅拌摩擦焊最大扭矩65 N·m).静止上轴肩对焊缝表面施加顶锻压力,促使弧纹的波峰与波谷的高度差从60μm减小至10μm,显著提高了接头表面光洁度.下轴肩旋转所产生的塑性应变区直径大于搅拌针,促使接头横截面等效塑性应变场呈梯形分布,与横截面温度场具有高度吻合性. SSUBT-FSW过程中产生材料非对称性流动行为,靠近下轴肩的材料流动性显著优于静止上轴肩.

静止轴肩搅拌摩擦焊技术研究现状

静轴肩搅拌摩擦焊接技术是在传统搅拌摩擦焊的基础上研究的一种新型焊接技术,它不仅继承了传统搅拌摩擦焊接的优点,并能有效解决传统搅拌摩擦焊存在的沿板厚方向温度梯度大、易产生飞边等问题。本文综述了静轴肩搅拌工具、铝合金与镁合金的同种及异种材料和其他材料的静轴肩搅拌摩擦焊研究现状。

2219铝合金机器人静轴肩搅拌摩擦焊工艺研究

以焊接厚度为5mm的2219-T87铝合金为对象,基于库卡重载工业机器人系统,自主设计了静轴肩搅拌头,进行了焊接工艺试验,研究了工艺参数对焊缝成形、焊接缺陷、接头组织及性能的影响,优化获取了焊接工艺规范。结果表明,设计的静轴肩搅拌头匹配优化的工艺参数能稳定实现2219铝合金静轴肩搅拌摩擦焊接,焊缝表面光滑平整,内部无缺陷,在搅拌针转速1200r/min、焊速190mm/min时,接头抗拉强度可达333MPa、延伸率5%。研究结果为2219铝合金静轴肩搅拌摩擦焊工程应用奠定基础。

搅拌针形状对6082-T6铝合金静轴肩搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用4种形状的搅拌针对3 mm厚的6082-T6铝合金板进行静轴肩搅拌摩擦焊焊接(SSFSW),研究了不同形状搅拌针焊接接头的宏观形貌、微观形貌及力学性能,以及搅拌针的产热。结果表明,三角形搅拌针与四边形搅拌针产热较低,动静体积比较大,接头处塑性金属流动性强,焊接过程中焊缝顶部与底部温差较小,可以形成无缺陷的SSFSW接头;XRD分析表明,焊核区无新的物相产生,三角形搅拌针焊接接头焊核区微晶尺寸最小;各接头的硬度均呈“U”形分布,最低点位于后退侧热机影响区与焊核区交界处,三角形搅拌针接头的硬度整体略高;三角形搅拌针焊接接头的抗拉强度与断后伸长率最高,分别为202.9 MPa和3.8%;拉伸断口形貌分析表明,所有接头均为韧性断裂。