薄板AA2024铝合金无针搅拌摩擦焊搭接工艺与接头性能

文中研究了2024薄板铝合金无针搅拌摩擦搭接接头形貌及力学性能,分析了工艺参数对接头成形与力学性能的影响.结果表明,工艺参数对接头成形及力学性能影响显著.接头中Hook缺陷对接头性能影响较大.当旋转速度一定时,焊接速度的增大使得焊核深度减小,Hook缺陷尖端趋于圆滑过渡,接头的拉剪强度随之增大.当焊接速度一定时,随着旋转速度的增大,焊核深度先增大后减小,Hook缺陷尖端上翘的严重程度先加重后减弱,拉剪强度先降低后增加.搭接接头上下两板的横向显微硬度曲线都近似"W"形分布,最低值出现在上板的热影响区.     

A357铝合金大型复杂薄壁构件的淬火温度场、残余应力及变形的有限元分析(英文)

基于ABAQUS软件,采用有限元模拟计算的方法对A357铝合金大型复杂薄壁构件的淬火过程进行研究。通过采用传统的反传热方法,对不同淬火介质在不同温度下的换热系数进行精确求解。精确的换热系数确保对A357铝合金大型复杂薄壁构件淬火过程中温度场预测的准确性。采用3种淬火介质(水、机油,5%-UCON淬火试剂A)。通过综合考虑淬火介质及温度因素,对薄壁构件的残余应力及变形的分布和大小进行有限元预测,得到构件淬火结束后的最大残余应力及变形。     

镁合金表面冷喷涂层防护研究进展

镁合金作为最轻质的金属结构材料,由于其密度低和比强度高等优良的物理和力学性能,在航空、航天、汽车以及电子等领域引起广泛关注。然而,镁合金化学性质活泼、耐腐蚀和耐磨损性差等缺点严重制约其进一步应用。近些年发展起来的冷喷涂技术,在固态下制备涂层,涂层致密且与基体结合良好,因此可为镁合金表面防护提供一种新的有效方法。主要综述了镁合金表面冷喷涂耐腐蚀涂层(纯铝、铝合金和复合材料涂层)和耐磨损涂层(合金和复合材料涂层),论述了影响冷喷涂层耐腐蚀、耐磨损以及其他力学性能(硬度和涂层/基体结合强度)的主要因素,包括杂质元素含量、合金种类以及复合材料涂层中陶瓷颗粒含量、尺寸和形貌等。对比了几种常用表面处理技术制备的纯铝涂层的耐腐蚀性能,并阐述了冷喷涂技术在镁合金表面防护方面的优势。此外,还分析了热处理对冷喷涂纯铝和复合材料涂层耐蚀性的影响。最后提出了目前冷喷涂技术在镁合金防护方面的局限性以及发展难题,对未来研究趋势进行了展望。     

冷喷涂复合加工制造技术及其应用

冷喷涂是一种固态快速成形技术,现已用于增材制造、修复损伤的航空航天用零部件等。但冷喷涂沉积体的固有特性——高强低塑,限制了其工业应用。本文综述了冷喷涂复合加工技术的新进展及应用。重点讨论了冷喷涂可复合机械加工和喷丸等普通加工技术,也可与激光、热处理、热轧、热等静压、搅拌摩擦加工、搅拌摩擦焊和钎焊等热加工技术复合,提升冷喷涂沉积体的强塑性,以及冷喷涂层作为强化层促进有色金属的连接。最后指出冷喷涂与多种机械加工工序的协调、与焊接技术的复合等方面仍需加强,旨在复合其他技术来扩展传统加工制造的内涵。     

冷喷涂喷嘴材料对粒子加速行为影响的模拟研究

目的 研究冷喷涂过程中喷嘴材料对粒子加速行为的影响。方法 建立喷嘴内外壁的几何模型,设定喷嘴几何尺寸及边界条件,划分喷嘴入口、收缩段、喉部及扩张段的网格,采用模拟软件Fluent 14.5进行模拟分析。结果 在冷喷涂过程中,喷嘴内部包含高温气体、室温粒子流及喷嘴内壁的热交换,导热系数最低的喷嘴材料（陶瓷）的喷嘴内壁温度最低,气流和粒子的热损失最小,粒子的速度略高（441 m/s）;导热系数最高的纯铜喷嘴内壁温度最高,有利于粒子温度提升,因此粒子的温度最高,从而促进粒子塑性变形,改善沉积效果,然而温度过高的内壁会因粒子粘附导致喷嘴堵塞。结论 数值模拟方法可以用来研究喷嘴内外壁的传热行为,为喷嘴材料的选择做理论指导,通过综合考虑喷嘴材料的选择和使用来优化喷嘴设计。     

无针搅拌摩擦点焊技术

为了消除搅拌摩擦点焊固有的“匙孔”缺陷,采用无针搅拌摩擦点焊（probeless friction stir spot welding,P-FSSW）工艺,在不同的焊接参数下对新型铝锂合金2198-T8进行了点焊试验,并分析了点焊接头的金相组织及其力学性能。结果表明,无针搅拌摩擦点焊工艺可以有效消除“匙孔”缺陷,但受工艺限制,无针搅拌摩擦点焊焊接工艺较适用于低熔点合金及薄板焊接。     

TA15钛合金双重热处理工艺及其微观组织演化的EBSD研究

针对航空航天工业中广泛应用的近a TA15钛合金,开展了不同热处理参数下的双重热处理实验研究。利用背散射电子技术（Electronic backscatter diffraction, EBSD）表征了不同热处理参数下微观组织形貌特征和晶体学取向分布及规律。对比分析了热处理处保温时间对微观组织形貌及取向分布的影响规律。揭示了双重热处理过程中球化的等轴晶粒,条状次生as晶粒及b转变组织的形成演化过程;分析了不同组织间的晶体取向与位置分布关系。研究表明：双重热处理过程中一次保温时间对等轴初生ap形貌及分布等影响较大;热处理过程中球化的等轴晶粒来源于未转变的ap 相;二次保温时间对as形貌、尺寸等具有显著影响;二次保温过程中细条状as表现为先增长再增厚的生长模式;ap与相邻的as晶体学取向关系表现出一定的统计性规律。     

TA15钛合金热挤压过程中金属变形行为及组织分析

运用MSC.Marc有限元软件对TA15钛合金热挤压变形过程进行有限元模拟,得到热挤压成形过程中应力场和应变场分布情况。对有限元模拟所得到的应力、应变数据进行后处理,利用应力偏量不变量J2进行变形分区,采用罗德系数对塑性区内材料的应变类型进行划分。结合有限元模拟结果以及变形分区和变形类型的划分,对热挤压实验后的试样进行组织取样,在不同温度条件下对试样进行微观组织观察,分析微观组织的演化规律,这对于分析金属挤压成形问题及其在实际中的应用具有重要意义。     

基于搅拌摩擦点加工技术的TA15钛合金板及其TIG焊接接头组织及硬度（英文）

基于搅拌摩擦点焊加工技术(FSSP),对TA15钛合金TIG焊接接头的组织和硬度进行研究。采用金相分析和硬度测试方法,分别对TA15板材及其TIG焊接接头进行组织分析和硬度测试。结果表明,FSSP不但能有效改善TA15板材组织,而且可以提高其显微硬度,同时也可以改善TA15合金TIG焊接接头的显微微组织。焊核区平均显微硬度值显著提高,热影响区显微硬度值略有增加。搅拌区的硬度明显高于母材,且沿着宽度方向出现两个硬度峰值。经过FSSP之后,TA15合金TIG焊接接头焊核区的平均硬度值与FSSP之前相比,有了显著提高。此外,在所选工艺参数下,TA15板材及其TIG焊接接头经过FSSP之后,表面氧化均不明显,同时也发现,表面均出现晶粒细小的光亮白层组织。     

回填式搅拌摩擦点焊接头多点拉剪行为研究

目的 研究焊点数量及分布对回填式搅拌摩擦点焊接头力学性能的影响。方法 选取2 mm的2219-O和8 mm的2219-CS铝合金板,采用试验研究和数值模拟相结合的方式,研究不同焊点数量（2点、3点和4点）及焊点分布对回填式搅拌摩擦点焊接头力学性能的影响,以及在拉剪力作用下接头的应力分布状态。结果 多点接头成形良好,无飞边、毛刺产生;随着焊点数量的增加,接头力学性能逐渐提高,并且当上板受力侧焊点数量分布较多时,接头承载力较高。结论 在拉剪过程中,靠近上板受力侧的焊点承受较大作用力。当受力侧仅有一个焊点时,该焊点附近应力集中比较明显;当受力侧有两个平行焊点时,焊点平分载荷。当焊点数为4且呈正四边形分布时,接头承载力较高。