搅拌摩擦焊焊缝缺陷的超声波动态波形分析

以铝合金搅拌摩擦焊焊缝的包铝陷入缺陷、隧道孔缺陷和未焊透缺陷为研究对象,通过超声波检测中的前后扫查和左右扫查获取缺陷的超声波回波动态波形,分别描述了三种缺陷的动态波形特点,并分析了各缺陷动态波形形成的原因.结果表明:三种缺陷的左右扫查的动态波形相似;隧道孔缺陷的前后扫查动态波形具有自身特征,而包铝陷入缺陷和未焊透缺陷的前后扫查动态波形具有光滑平面反射体的前后扫查的动态波形特征.     

基于CEL方法的Al/Mg搅拌摩擦焊温度场及材料混合流动研究

本文基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法建立5A06铝合金与AZ31B镁合金对接搅拌摩擦焊（FSW）的全热力耦合数值模型,并结合试验测试对Al/Mg异种金属FSW过程的温度场及材料混合流动特征进行研究。数值模拟所得特征点的温度循环曲线、焊缝表面形貌以及横截面上异种材料的混合分布状态均与试验结果吻合良好。在此基础上,采用质点追踪法对材料混合流动行为进行了深入分析。结果显示,高温区集中分布在轴肩下方区域,返回侧(Mg侧)温度较低温度梯度较大。焊缝区上表面材料熔合线偏向于前进侧(Al侧)。搅拌针附近材料流动剧烈,前进侧和返回侧的大部分材料都较均匀地沉积于搅拌针后方。前进侧与返回侧材料在水平和竖直方向上的交叉混合流动,最终形成了两种材料“咬合式”的界面特征。     

工艺参数对铝合金静轴肩搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

采用自主设计的静轴肩搅拌摩擦焊设备对3 mm厚2024铝合金进行了搭接试验,研究了焊接速度及搅拌头旋转速度对焊缝成形的影响规律。研究表明,工艺参数不当时,焊核会形成未结合的冶金界面。焊缝表面缺陷与转移至焊缝上部的金属量有关。随着焊接速度的增加或者旋转速度的减小,焊核区宽度与界面迁移高度减小,界面迁移深度(水平迁移距离)增大。     

束流偏移量对IC10/GH3039电子束焊接头成型及性能的影响

对航空发动机整体叶盘所采用的GH3039高温合金和IC10镍基单晶高温合金进行了电子束对接实验,IC10单晶高温合金与GH3039高温合金母材成分上的差异以及两侧熔化量不同,导致焊缝中各元素比例变化,使得接头力学性能出现差异。因此,通过电子束偏束流焊接来控制焊缝区各母材熔化量,来改善接头的力学性能。分析了光束偏移对接头力学性能的影响及典型接头横截面的组织特征,综合分析了光束偏移对焊缝微观硬度影响。结果表明,焊缝横截面未见裂纹、气孔等缺陷,焊缝上下宽度相当,最宽处达到1.8 mm左右,中心熔宽在0.8 mm左右,呈典型的"I"形,并以电子束作用中心为基准对称分布,焊缝组织主要由两侧的枝状晶及中心的等轴晶组成;接头的显微硬度从GH3039侧经焊缝到IC10侧呈逐渐递增趋势,W和Co元素的固溶强化、γ'强化相的含量的增加、晶粒粗化是显微硬度上升的原因,其中最高硬度可以达到HV 450。     

薄片状TiNi合金/不锈钢激光微焊接接头组织特征

采用微型脉冲激光对0.2 mm厚的薄片状TiNi形状记忆合金/不锈钢异种材料进行对接焊,研究了接头的微观组织特征。结果表明,以纯Ni丝为填充材料、以微型脉冲激光为热源可以实现TiNi合金/不锈钢异种材料的良好焊接。焊缝中心区为细小的等轴晶组织,主要元素为Ti、Ni、Fe。Ti元素的含量和不锈钢母材基本接近, Ni元素的含量略高于TiNi合金母材,远高于不锈钢母材,但TiNi合金母材一侧基本没有Fe元素。TiNi合金母材与焊缝之间存在明显的界面区,宽度为10～20 μm,界面区有从不锈钢母材扩散而来的Fe、Cr元素。不锈钢母材与焊缝之间界面区的宽度较小,表现为界面线     

旋转摩擦挤压合金化法制备Al3Ti金属间化合物

采用自制旋转摩擦挤压合金化设备以纯铝板和纯Ti粉为原材料制备了Al-Ti金属间化合物.利用扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜以及X射线衍射仪对合金化产物的微观组织结构及相组成进行了分析,并对其显微硬度进行了测量.结果表明:原材料Al、Ti在摩擦棒的剪切与强烈挤压力的共同作用下,能够在固态下发生合金化反应,生成Al3...     

0．3mm厚镀镍钢片微电阻点焊接头组织性能研究

本文采用微电阻点焊对厚度0．3mm的镀镍钢片进行了连接,利用光学显微镜,电子精密拉伸机等分析测试手段,研究了焊接电流、电极压力和焊接时间对焊接接头成形及组织,性能的影响。研究结果表明,当焊接电流为2．3kA、电极压力为160N、焊接时间为3cyc时,接头成形良好,抗剪切强度为552．1N,接头断裂形貌为“纽扣”状。焊接接头熔核区显微组织由粗大柱状晶构成,晶内析出针状铁素体及板条马氏体组织,焊接接头显微硬度高于母材。     

搅拌摩擦加工法制备碳纳米管增强铝基复合材料

为了制备晶粒细小、组织均匀的复合材料,提高材料的力学性能,用搅拌摩擦加工法制备碳纳米管增强铝基复合材料,并对不同碳纳米管含量的复合材料的微观结构、拉伸性能及断口形貌进行分析.结果表明:碳纳米管添加到铝基体中,搅拌摩擦中心区晶粒细小,碳纳米管与基体之间结合良好,未发现明显的缺陷;碳纳米管对基材有明显的强化作用,铝基复合材...     

粉末粒度对FSP制备Al-Ni金属间化合物增强铝基复合材料的影响

采用搅拌摩擦加工法在Al基体中添加粒度30~40μm,8~10μm,2~3μm的Ni粉,制备Ni(400)/Al、Ni(1500)/Al及Ni(6500)/Al复合材料。采用SEM、EDS以及XRD对复合区微观结构及相组成进行分析。结果表明,Ni粉粉末粒度对生成的产物形态有较大影响,随着粉末尺寸增大,团聚效应减弱,破碎效果增强,Ni(6500)/Al、Ni(1500)/Al和Ni(400)/Al中Ni团体依次呈独特叠层状组织、类椭圆形结构和近圆形结构;粉末尺寸的增大对金属间化合物的生成更有利;与基体相比,Ni(6500)/Al、Ni(1500)/Al和Ni(400)/Al的抗拉强度依次提高了50%、59%和71.9%。     

钛合金/铝合金搅拌摩擦焊接头的显微组织

采用搅拌摩擦焊对TC1钛合金和LF6铝合金异种金属进行焊接,采用金相、扫描电镜和能谱观察分析焊接接头的组织.结果表明:搅拌摩擦焊接头中,钛合金母材与焊核的界面凸凹不平,边界处存在白亮颗粒,而铝合金母材与焊核的界面光滑、平整;焊核区铝合金基体上分布大小不等的颗粒,这种颗粒有两种类型,一种颗粒的尺寸较小、呈细长条状,另一种颗粒尺寸较大,整体呈暗灰色、边缘有少量发亮的条带.两种颗粒中均有Ti-Al金属间化合物存在;钛合金/铝合金异种材料焊接时,搅拌头的磨损很严重,在焊核和铝合金母材的边界存在搅拌头磨损后脱落的颗粒.