2205双相不锈钢搅拌摩擦焊接头组织和性能

采用不同搅拌头转速,研究了搅拌头转速对4 mm厚2205双相不锈钢板材搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响. 结果表明,当焊接速度为50 mm/min时,搅拌头转速在600 ~ 800 r/min的范围内,均可获得表面成形良好且内部无缺陷的接头.接头搅拌区在动态再结晶的作用下组织得到细化,硬度值较高,热影响区在焊接热作用下组织粗化,硬度值较低.整个接头的铁素体含量在50% ~ 60%范围内,且随着转速的升高搅拌区的铁素体含量有所增加. 当转速为600 r/min时,接头的抗拉强度达到最大824 MPa,为母材的97.3%,断裂位置为接头的热影响区.     

加载路径对5A06铝合金力学性能和微观组织的影响

目的 通过力学性能测试和微观组织表征等手段研究预加载方向和双向加载对5A06铝合金组织性能的影响。方法 分别沿轧制方向(RD)和垂直于轧制方向(TD)施加预变形,然后沿RD进行拉伸试验,对比研究预加载方向对合金力学性能的影响。通过双向拉伸试验研究合金在双向加载时力学性能的变化情况;采用透射电镜观察预加载和双向加载条件下典型试样内的位错组态,分析加载路径对位错组态的影响。结果 预加载使5A06铝合金的屈服强度提高,伸长率下降。与RD预加载相比,TD预加载对屈服强度和伸长率的影响更小,TD预加载试样的抗拉强度更高。不同预加载方向下试样的位错组态不同:预加载与二次加载方向一致会使位错沿单一方向塞积;预加载与二次加载方向垂直时会出现平行位错列交错缠结现象。双向加载时,不同加载比例下合金的应力–应变关系不同,加载比例越接近等比例双向拉伸情况,加工硬化系数越大,在等比例双轴拉伸时达到最大。在应力状态从单拉状态变化到等双拉状态的过程中,不同阶段屈服点间隔不同,在等比例双轴拉伸时达到最大,在单向拉伸时最小。对于不同加载比例的试样,其位错密度随中心区应变量的增大而增大。结论 预加载方向会显著影响5A06铝合金的力学性能和位错组态。不同比例的双向加载会影响5A06铝合金的应力–应变关系。     

铝/钢多层多道耗材摩擦焊接头组织性能研究

采用耗材摩擦焊实现2A12铝合金在Q235低碳钢上的多层多道焊接。结果表明:耗材摩擦焊可以获得表面成形良好、无内部缺陷的多层多道焊接接头。在焊接热循环作用下,堆焊层组织中第二相颗粒发生了聚集长大且先堆焊层第二相颗粒聚集长大现象更明显;接头后堆焊层硬度高于先堆焊层硬度;接头剪切强度可达130.3 MPa,为2A12铝合金剪切强度的63%,接头断裂于堆焊层铝合金侧,断裂方式为韧性断裂。     

Microstructures and properties of the nitrided layers fabricated on titanium substrate by direct current nitrogen arc melting technique

The nitrided layers mainly containing TiN dendrites were fabricated by direct current nitrogen arc melting method. The test results show that the layers are harder and more resistant to wear than the titanium substrate. Arc traveling speeds and arc currents have an effect on both the microstructures and the properties of the layers. Decreasing the arc traveling speed or increasing the arc current can obviously enhance the hardness and the wear resistance of the nitrided layers.     

搅拌摩擦增材制造的研究进展

介绍了基于搅拌摩擦焊原理开发的固相增材制造技术,根据制备工艺差异,搅拌摩擦增材制造技术可分为3类,分别为基于薄板逐层堆积的搅拌摩擦增材制造技术、消耗金属粉材的固相搅拌摩擦增材制造技术及消耗金属棒材的摩擦表面增材制造技术。对上述3类搅拌摩擦增材技术的国内外研究现状进行了介绍和分析,并对基于搅拌摩擦的固相增材制造技术未来的发展进行了展望。     

高镁铝合金搅拌摩擦交叉焊接头微观组织与力学性能

为满足大型铝合金船舶壁板的制造需求,对新一代高镁铝合金进行了搅拌摩擦交叉焊接试验. 结果表明,交叉焊接头成形良好,搅拌区晶粒尺寸最小,热力影响区晶粒形态没有明显方向性,与单道搅拌摩擦焊相比,交叉焊接头搅拌区晶粒组织更细. 显微硬度测试结果表明,交叉焊接头显微硬度变化范围较小,前进侧接头软化明显;拉伸试验测试结果表明,交叉焊接头抗拉强度为340 MPa,为母材强度的87%,对比搅拌摩擦焊接头抗拉强度358 MPa略微降低,在热影响区断裂,断裂方式为45°韧性断裂;疲劳裂纹萌生于焊缝底部,在最大应力150 MPa下循环超2 × 106次未断裂,疲劳性能良好,瞬断区断裂方式为韧性断裂.     

回填式搅拌摩擦点焊研究

综述了回填式搅拌摩擦点焊(R-FSSW)的研究现状,主要涉及焊具结构及工作原理、焊点形貌与焊接缺陷、微观组织与焊接热循环、焊点力学性能等几方面的内容,详细阐述了现有的研究成果,提出了目前研究的不足之处,明确了进一步研究的方向。     

铝锂合金机器人搅拌摩擦焊接头组织和性能

为降低焊接压力以适应机器人搅拌摩擦焊接的需求,采用小尺寸轴肩,在较低焊接载荷下进行搅拌摩擦焊接试验. 以单位面积焊缝热输入相同为控制原则,研究了搅拌头轴肩尺寸对2 mm厚2060-T8铝锂合金搅拌摩擦焊接过程压力、焊缝成形、接头微观组织及力学性能的影响. 结果表明,随着搅拌头轴肩尺寸的减小,所需焊接压力呈非线性下降,且稳定焊接过程中载荷振幅值降低. 当轴肩尺寸为4 mm时,焊缝表面形成较大飞边,且接头内部产生孔洞缺陷,当轴肩尺寸大于6 mm时,能获得表面成形良好且内部无缺陷的接头. 当轴肩尺寸为6 mm时,焊接压力为2 800 N,焊核区平均晶粒尺寸为0.52 μm,接头抗拉强度达到最大为396 MPa,为母材的74.1%,显微硬度呈“U”形分布,断裂位置为焊核区,断裂方式为韧—脆混合型断裂.     

高强铝合金可变转速回填式搅拌摩擦点焊温度场及接头组织性能调控

针对7B04-T74铝合金,采用可变转速回填式搅拌摩擦点焊(variable rotation speed-refill friction stir spot welding, V-RFSSW)新方法开展了数值仿真及试验研究. 结果表明,V-RFSSW温度场围绕搅拌头轴线呈圆形对称分布,焊点高温区域集中在搅拌套空腔内部. 与扎入阶段转速相同的常规回填式搅拌摩擦点焊(refill friction stir spot welding, RFSSW)相比,V-RFSSW新方法既可在扎入阶段使材料充分塑化,以保证焊点成形,同时,通过降低回填阶段搅拌头转速降低焊接峰值温度及高温停留时间,抑制组分液化的发生,避免了共晶相的生成. V-RFSSW与常规RFSSW接头显微硬度均呈“W”形分布,且扎入阶段转速相同的情况下V-RFSSW接头搅拌区平均硬度更高. 在拉剪载荷下两种接头均以“纽扣”形式发生断裂,其中V-RFSSW接头拉剪失效载荷为8835 N,高于RFSSW接头的8162 N.     

2024-T4超薄铝合金机器人搅拌摩擦焊接头组织及力学性能

机器人作为搅拌摩擦焊系统的载体时,由于其关节采用串联模式进行连接,在焊接过程中关节易发生变形,而变形的释放会导致焊漏等缺陷,制约了机器人搅拌摩擦焊系统在超薄板焊接过程中的应用. 针对上述问题,文中对0.5 mm厚超薄2024-T4铝合金板进行了机器人搅拌摩擦焊工艺研究. 结果表明,增加下压量或提高主轴转速成功实现薄板铝合金焊接,在主轴转速为2 500 r/min,焊接速度为600 ~ 1 000 mm/min工艺参数内,接头强度呈现升高趋势,最高可达408 MPa,达到母材90%. 接头硬度呈双“W”形分布,其断裂形式为韧性断裂.