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。     

LD10CS高强铝合金脉冲MIG焊工艺研究

研究单、双脉冲MIG焊工艺对LD10CS高强铝合金焊接接头组织及力学性能的影响。实验结果表明,单脉冲MIG焊时,焊缝成形较差,焊接变形量大;而双脉冲MIG焊时,焊缝表面呈现清晰的鱼鳞纹状、焊接变形明显减小。双脉冲MIG焊与单脉冲MIG焊相比,焊缝组织明显细化,焊接接头的力学性能得到提高。     

搅拌摩擦焊残余应力研究现状及展望

搅拌摩擦焊是一种新型的固相焊接技术,目前国内外的研究主要集中在工艺、组织、力学性能等方面,而有关搅拌摩擦焊缝内部残余应力的研究相对较少。由于检测设备的限制,国内主要采用有损检测方法,无损检测方法却很少。详细综述了国内有关搅拌摩擦焊件内部残余应力测试的钻孔法、云纹干涉法,以及国内外无损检测方法中的X射线衍射法、中子衍射法和高能同步辐射法的研究概况,讨论了各种检测方法的优缺点,对未来搅拌摩擦焊残余应力的研究作了展望。     

7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能

在不同焊接工艺参数下对3.5 mm厚的7050-T7451铝合金进行了搅拌摩擦对接焊,并对焊缝成形质量、接头微观组织演变和拉伸性能进行了深入研究。结果表明,当搅拌头旋转速度(ω)在400～1 000 r/min、焊接速度(v)在50～300 mm/min时,均可获得内部无缺陷的接头。当焊接速度不变时,随搅拌头旋转速度的增加,接头的拉伸性能先增大后减小。当搅拌头旋转速度为600 r/min、焊接速度为150 mm/min时,接头的拉伸性能最好,抗拉强度为475 MPa,强度系数达90%,伸长率为5.7%。当ω/v的值处于4～6之间时,可获得拉伸性能优良的接头。     

激光功率对Q235钢接头组织和力学性能的影响

采用不同的激光功率,对2 mm厚的Q235钢进行了激光焊（Laser beam welding,LBW）．通过光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、室温拉伸和室温弯曲实验等表征手段,研究了激光功率对接头组织和力学性能的影响．结果表明：接头横截面,包括母材（Base metal, BM）、临界热影响区（Critical heat affected zone, ICHAZ）、细晶热影响区（Fine-grain heat-affected zone, FGHAZ）、粗晶热影响区（Coarse-grain heat-affected zone, CGHAZ）和熔合区（Fusion zone, FZ）;激光焊接功率增大时,ICHAZ区铁素体（F）晶粒变大,珠光体（P）被分解;FGHAZ区的晶粒被细化,部分细颗粒状碳化物在F中弥散分布,其余部分碳化物与F在晶界机械混合;CGHAZ区主要为等轴状马氏体（M）,晶界存有少量粒状贝氏体（B^G）、板条马氏体（M^L）和块状马氏体（M^B）;FZ区以马氏体（M）、针状铁素体和贝氏体（B）为主;在激光功率3535 W和3830 W下焊缝的硬度高于HAZ区和BM;当激光功率为3535 W时,接头抗拉强度为514.8 MPa、延伸率23.4%,FZ硬度平均值约为360 HV,获得了综合力学性能优良的接头．      

固溶处理对选区激光熔化AlSi10Mg合金激光焊孔隙缺陷的影响

针对选区激光熔化成形AlSi10Mg铝合金焊接过程中氢气孔敏感性高的问题,采用固溶脱氢与真空固溶脱氢的方法对比了脱氢处理对合金激光焊接接头孔隙缺陷的影响,分析了不同状态下激光焊焊缝气孔分布、组织演变及力学行为。结果表明,固溶处理能够有效减少选区激光熔化成形AlSi10Mg铝合金激光焊焊缝气孔率,且真空固溶处理效果最好,气孔率从沉积态激光焊接焊缝的2.64%降到真空固溶态焊缝的0.14%;通过对接头组织的演变与基板物相形态、成分的变化分析阐述了孔隙出现的原因,揭示了真空热处理是解决由于基板中预先存在的较高含量的氢导致焊缝氢气孔形成的有效方法。固溶后母材硬度明显下降,各试板焊缝的平均硬度为80HV,较为一致;固溶态试板焊接接头抗拉强度为143MPa,低于沉积态接头,但延伸率增加到了24%,表现为韧性断裂特征。