铝合金搅拌摩擦焊焊接缺陷分析

采用搅拌摩擦焊方法对6mm厚的2A12及3A21铝合金进行焊接。对其焊接速度、旋转速度及压入量等工艺参数选择不当所产生的接头缺陷进行了分析；焊接缺陷的产生与焊接热输入及焊缝塑性金属的软化相关。当热输入不足或者塑性金属的软化程度较差时都会导致焊接缺陷的形成。     

热输入对6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头成形及力学性能的影响

研究了热输入对6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头成形及力学性能的影响,结果表明:塑性金属总量和挤压模的大小决定了焊缝形貌,热输入特征值WP≤1时,塑性金属总量起主要作用,焊缝呈"哑铃形",随着热输入的降低,焊缝前进侧与母材的界面逐渐变平,在前进侧产生隧道缺陷,接头抗拉强度先增加后减小; WP1时,挤压模大小起主要作用,随着热输入的降低,焊缝前进侧与母材的界面保持平直,不产生隧道缺陷,接头抗拉强度呈增加的趋势;"S"线产生于塑性金属流动交汇处,热输入通过影响塑性金属流动,从而影响"S"线的形貌,"S"线的存在不影响接头的拉伸性能。接头显微硬度呈"W"型,这与接头各区域组织及强化相有关。     

焊后热处理对2219-T6铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

采用搅拌摩擦焊方法对2219-T6铝合金进行焊接,对焊接接头的宏观形貌、显微组织、拉伸强度、显微硬度进行了分析。结果表明,焊核区组织为细小的晶粒,热机影响区组织为弯曲变形的晶粒,热影响区组织出现了明显粗化。接头室温拉伸强度可以达到母材的75%左右,接头强度低于母材的原因主要归结为金属的塑性损伤、缺陷的产生和热影响区的软化。通过固溶及时效方法并兼顾再结晶过程的热处理工艺可以回复接头塑性、消除软化,达到改善接头性能的目的。     

车辆用6005A铝合金焊接技术研究现状

6005A铝合金具有良好的挤压性能和耐蚀性,在高速列车和地铁列车的车体制造中得到了广泛应用,但该合金焊接过程中热影响区容易发生软化,降低了焊接接头的强度.综述了6005A铝合金焊接研究现状,并从6005A铝合金热处理强化机理入手,阐明了焊接热影响区发生软化的根本原因是较高的焊接热输入导致的热影响区过时效.指出激光功率占主导的激光-电弧复合焊有可能成为解决6005A铝合金焊接热影响区软化问题的有效途径.     

7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊焊缝缺陷分析

采用搅拌摩擦焊方法对5 mm厚7050铝合金进行了焊接,利用光学金相对接头缺陷及其形成原因进行了分析.结果显示,在参数不当的情况下出现的缺陷有飞边、孔洞、沟槽以及未焊合四种:飞边由表层金属过度软化导致;孔洞的产生则是焊速/转速比过大,焊缝中、下部材料塑性流动不充分引起;而沟槽是由于焊具下压量不足时,表面材料流动不充分产生;未焊合发生在焊缝底部,其产生原因是焊接热输入不足,焊缝底部再结晶程度低使得原始对接面材料间没有融合而存留.其中未焊合为主要的焊接缺陷,会严重降低接头力学性能,改变接头拉伸时的断裂位置和断裂模式.     

铁路车辆用6005A铝合金大型材焊接性能研究

采用进口ER5356焊丝和自制Al-Mg合金焊丝对车辆用6005A铝合金大型材进行了焊接，对焊接接头组织与性能进行了分析和研究。结果表明，6005A铝合金大型材焊接接头的最薄弱的部位位于离焊缝中心约15－20mm的热影响区内的软化区，软化区产生的主要原因是该区强化相粒子在焊接热循环过程中发生过时效，产生聚集粗化。     

热输入对7075铝合金搅拌摩擦焊接头质量的影响

对厚度6.35 mm的7075铝合金板材进行搅拌摩擦焊接,研究了焊接过程中的热输入对搅拌摩擦焊接头的表面形貌、微观组织以及焊缝孔洞型缺陷的影响。试验结果表明,当焊接热输入较小时,接头外观成型良好,无飞边的产生,而当热输入较大时,接头表面成型较差,会在接头表面细密的鱼鳞纹上产生粗糙的毛刺;接头焊核区晶粒的尺寸与焊接热输入大小有一定的比例关系,当焊接热输入越大时,晶粒直径越大;焊接热输入对焊缝孔洞型缺陷也有一定的影响。当焊接热输入不足时,可能会导致接头产生孔洞型缺陷。     

A7N01P-T4铝合金MIG焊焊接工艺的研究

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及显微组织分析,对不同焊接热输入和不同预热温度下A7N01P-T4铝合金焊接接头的组织与性能进行了研究。结果表明:当焊接热输入增加和预热温度降低时,接头的抗拉强度有所提高,所有试样均在焊缝处断裂且接头的抗拉强度均满足相关标准要求。除小焊接热输入以外的不同焊接热输入和不同预热温度下的焊接接头均具有良好的弯曲性能。焊缝处硬度最低,接头均无软化现象。接头各区域的显微组织也没有明显变化。     

热输入对921A钢焊接接头性能及显微组织的影响

以10 kJ/cm、15 kJ/cm、20 kJ/cm三种不同焊接热输入焊接921A低合金高强钢,研究焊接热输入对焊接接头组织及力学性能的影响。研究结果表明,随着焊接热输入的增大,焊缝中晶粒尺寸增大,针状铁素体增多;热影响区晶粒长大的趋势亦随着热输入变化明显;热影响区粗晶区在焊接热循环的作用下变化明显,其组织均由板条马氏体和贝氏体组成。在不同热输入条件下焊接热影响区出现软化现象,且随着焊接热输入的增加,焊接热影响区软化问题越突出。通过拉伸试验表明焊接热输入在10~20 kJ/cm条件下,焊接接头获得了较高的强度。     

高强铝合金7A52焊缝中焊接缺陷的产生及控制

在实验的基础上分析了高强7A52铝合金焊接时出现的常见焊接缺陷：热裂纹、气孔、夹渣等产生的原因，并对每种缺陷提出了预防措施。     

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。     

铝合金薄板搅拌摩擦焊接残余变形的数值分析

大尺寸6056铝合金薄板经过搅拌摩擦焊接实验后出现了严重的面外变形,虽然变形程度小于熔化焊结果,但已经影响到被焊薄板的装配和使用.为详细研究和预测铝合金薄板在搅拌摩擦焊后的残余变形,以焊接实验条件为基础,建立了搅拌摩擦焊接三维有限元热力耦合分析模型.模型中涉及了利用搅拌头工作转矩计算热输入量、工件和卡具之间的接触热传导、随温度变化的材料模型,以及综合考虑搅拌头机械作用等工作.利用该模型可以得到不对称的纵向残余应力结果,残余变形的趋势在整块板上都与实验结果相同,而且变形量和实验测量值之间的误差在20%以内.     

Effect of welding speed on microstructure and corrosion resistance of Al–Li alloy weld joint

The corrosion resistance of a weld has a great impact on the service life of the joint. Changes in welding parameters can cause changes to the heat input, which affect the formation of the weld bead and the precipitation of the second phase, which determines the corrosion resistance of the weld. In this paper, the effect of a change in the welding speed on 2195 aluminium–lithium (Al–Li) alloy joints welded by laser and metal inert gas (laser-MIG) hybrid welding using Al–Si welding wire was studied. The macrostructure and microstructure of the weld were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. The results show that the predominant precipitates in the laser-MIG hybrid welded Al–Li alloy were the θ (Al₂Cu) and T (Al–Li–Si) phases. As the welding speed increased from 11.5 mm/s to 16.5 mm/s, the heat input decreased, and the amount of the precipitated phase increased. Intergranular corrosion and electrochemical experiments were carried out on the weld seam, and the corrosion resistance was tested. With increasing welding speed, the corrosion resistance of the weld decreased. The high potential of the precipitated phase decreased the corrosion resistance of the weld joint.     

NUMERICAL ANALYSIS ON THE RESIDUAL DISTORTION OF Al ALLOY SHEET AFTER FRICTION STIR WELDING

大尺寸6056铝合金薄板经过搅拌摩擦焊接实验后出现了严重的面外变形,虽然变形程度小于熔化焊结果, 但已经影响到被焊薄 板的装配和使用.为详细研究和预测铝合金薄板在搅拌摩擦焊后的残余变形, 以焊接实验条件为基础, 建立了搅拌摩擦焊接三维有限元 热力耦合分析模型. 模型中涉及了利用搅拌头工作转矩计算热输入量、工件和卡具之间的接触热传导、随温度变化的材料模型, 以及综合 考虑搅拌头机械作用等工作.利用该模型可以得到不对称的纵向残余应力结果, 残余变形的趋势在整块板上都与实验结果相同, 而且变形量和实验测量值之间的误差在20%以内.     

镁铝异种合金搅拌摩擦焊综述

铝镁合金搅拌摩擦焊中峰值温度超过Al12Mg17和Al3Mg2形成的共晶温度,两种金属间化合物的形成不可避免。通过将镁合金置于前进侧、搅拌针偏向镁合金,采用液氮或水下搅拌摩擦焊,加入中间层过渡金属等方法可降低搅拌摩擦焊过程中的热输入,有效减少焊核区金属间化合物的数量。采用锥形螺纹搅拌针对接、配合直径约为3.5倍板厚的内凹型轴肩可提供适当的热输入,促进材料塑性流动,增加两种材料相互交融的程度,提高接头抗拉强度;超声辅助搅拌摩擦焊技术可破坏脆性界面层进而提高接头强度。     

工艺参数对铝镁搅拌摩擦焊焊缝成形质量的影响

工艺参数对铝镁异种材料搅拌摩擦焊接头质量有着重要影响,研究了焊接速度,搅拌头旋转频率,材料放置位置,搅拌头正反转及偏移等工艺参数对7075铝合金与AZ31B热挤压态镁合金异种材料搅拌摩擦焊对接接头成形质量的影响.结果表明,在搅拌针旋转频率为13 r/s,焊接速度为30 mm/min下可获得较好的焊缝成形质量;另外,要获...     

焊接材料对喷射成形7475铝合金TIG焊接头热裂纹的影响

采用4043,5356,7055三种焊接材料对喷射成形7475铝合金TIG焊接头的热裂纹敏感性进行了研究,对接头的力学性能进行了测试,分析了接头的微观组织及裂纹的形貌、相组成.结果表明,采用5356焊丝时热输入对焊接热裂纹敏感性影响较大,高热输入时母材中的铜和锌向焊缝进行扩散和焊缝中的镁在熔合区形成α-Al,Al0.403Zn0.597和Al7 Cu3 Mg6相的低熔共晶组织,并在晶界和枝晶间形成偏析,在焊接应力的作用下在熔合区内产生了贯穿性热裂纹;低热输入时接头没有出现热裂纹,但强度只有184 MPa;而4043和7055两种焊丝的热裂纹敏感性较小.     

Experimental verification of heat input during friction stir welding of Al alloy 5083

Heat input during welding is a basic index for weld quality and service properties associated with the resulting microstructure. In this study, the heat inputs during friction stir welding of Al alloy 5083 at various welding parameters were measured by calorimetry. Multiple regression analysis of the data was conducted to determine an empirical equation to estimate the heat input with the input variables. The effect of the heat input on the grain size of the stir zone was also examined, and a good correlation between the grain size and heat input was obtained. This study obtained a systematic relationship between the input variables, heat input and grain size of the stir zone through experimental measurements.     

Al/Mg异种合金搅拌摩擦连接材料流动可视化和数值模拟研究

在搅拌摩擦焊接（FSW）过程中，连接区金属材料的流动模式与接头组织的形成密切相关，对接头力学性能有着至关重要的影响。本文采用切片法研究了搅拌摩擦焊接接头的材料流动。通过对接头的三维重建，实现了流动材料的可视化，讨论了接头材料的流动模式和缺陷产生的原因。基于计算流体力学(CFD)和多相流理论，本文建立了FSW过程中铝合金/镁合金材料流动的三维数学模型。通过在数值模型中加入分布的示踪粒子，对不同连接参数下的材料流动模式进行分析和预测。结果表明：接头上部材料流动强烈，材料整体向前进侧迁移，接头中部前进侧镁合金向接头前部迁移，暂时形成的空腔由后退侧迁移来的铝合金填充。当不恰当的工艺参数使材料流动不充分时，未被完全填充的空腔会形成孔洞缺陷。接头整体材料主要以层流为主。在满足材料流动热输入需要时，接头材料的流动模式基本不发生改变，在高转速过热条件下，材料的迁移距离和混合模式会发生改变，两材料围绕搅拌头以层流模式多次越过对接线并充分混合，同时在后退侧产生紊流现象。