搅拌针对FSSW-B接头界面组织与力学性能的影响

铝/镁异种金属复合结构在结构轻量化领域具有极大的应用价值。采用新型搅拌摩擦点焊-钎焊技术(friction stir spot welding-brazing,FSSW-B)对铝/镁异种金属进行搭接点焊,同时与搅拌摩擦钎焊(friction stir spot brazing,FSSB)工艺进行对比,研究焊接工具中搅拌针的存在对接头界面组织与力学性能的影响。FSSW-B接头界面中间层分为明显上下2个部分,上层界面主要为MgZn₂相,下层界面主要为Mg₇Zn₃相;FSSB接头主要为MgZn₂相。接头的断裂模式主要为界面剥离断裂,由于搅拌针的存在,出现了眉状断裂模式。搅拌针的存在提高了接头的抗拉剪性能与疲劳性能,FSSW-B接头的最大抗拉剪力为7600 N,疲劳极限为3366.6 N;搅拌针使抗拉剪性能提升了53.5%,使疲劳性能提升了11.4%;FSSW-B中搅拌针的存在增加了接头疲劳性能的分散性。     

铝 / 镁异种金属搅拌摩擦焊研究现状及发展趋势

为进一步优化焊接工艺,提高铝/镁异种金属搅拌摩擦焊接头的性能,促进铝/镁异种金属结构在航空航天、轨道交通、汽车工业等领域的广泛应用,综述了近5年来国内外铝/镁异种金属搅拌摩擦焊接的最新研究成果,对焊接工艺参数、接头的力学性能、微观组织以及异种金属搅拌摩擦焊的新工艺进行了总结和分析。国内外大量研究结果表明,通过选择合适的工艺参数、改变搅拌针的偏移,可以获得抗拉强度较高、焊缝成形良好的铝/镁异种金属搅拌摩擦焊接头,焊缝中存在的金属间化合物是导致焊接接头性能不能满足工程应用的主要因素,但目前对于搅拌摩擦焊接过程中金属间化合物的产生、分布规律缺乏深入研究。     

搅拌头轴肩形状对6061铝合金FSW过程中轴向力的影响

为了机器人FSW工程化应用,研究搅拌头轴肩形状对轴向力的影响. 采用平面与凹面两种轴肩形状的搅拌头,对6061-T6铝合金板材进行搅拌摩擦焊,测量、记录和分析焊接过程中的轴向力,建立轴肩受力模型,综合分析轴向力的分布及变化规律. 结果表明,平面轴肩搅拌头焊接所得焊缝形貌优于凹面轴肩搅拌头;平稳焊接阶段轴向力分布曲线呈锯齿状波动,平面轴肩对应曲线的波动幅度较小;当搅拌头转速为1500 r/min、焊接速度为95 mm/min时测得轴向力最低,采用平面轴肩时所测轴向力为3 828 N,而凹面轴肩则为4 018.5 N. 分析认为凹面轴肩产生的焊接热输入较小,材料上下方向塑性流动的阻力较大,相应的反作用力也较大. 另外,根据受力分析,采用凹面轴肩焊接时,搅拌头前进方向的移动会叠加一定的轴向分力,导致凹面轴肩搅拌头焊接过程中所受的轴向力较大.     

CMT电弧熔丝增材制造AZ31镁合金组织与性能调控研究

冷金属过渡(CMT)电弧熔丝增材制造镁合金具有广阔的应用前景,但存在微观组织不均匀、力学性能各向异性等问题。文中以AZ31镁合金为研究对象,探索不同输入能量密度对宏观成形质量的影响,分析微观组织演化规律并对其力学性能进行调控。结果表明,在合适能量密度下可成形出表面平整、无明显宏观冶金缺陷的镁合金试样,沉积态试样的底部、中部和顶部微观组织存在显著差异。固溶热处理后,枝晶间的粗大组织得到消除,试样在水平和竖直方向上的强度和塑性明显提升,力学性能各向异性得到有效改善。研究结果为CMT电弧增材制造强韧性匹配镁合金提供了技术参考。     

NiTiNb箔片激光焊接工艺及其接头的组织与性能

采用Nd:YAG激光器实现200μm厚Ni47Ti44Nb9形状记忆合金箔片的焊接,并对激光工艺参数进行了正交试验。采用光学显微镜观察接头的显微组织,用精密拉伸仪测试了接头强度,并用精密硬度计测试了接头的显微硬度。结果表明:200μm厚Ni47Ti44Nb9形状记忆合金对接的最优激光工艺参数是平均功率为16.8 W,脉宽为4.4 ms,频率为4.5 Hz,此时,接头的抗拉强度为880 MPa,达到母材强度的95%。水平面呈均匀的鱼鳞纹状。横截面出现了分层现象,焊缝中心为超细等轴晶,热影响区为柱状组织。纵截面为等轴晶与NiTi-βNb伪共晶析出带交替分布,焊缝区的平均硬度大于母材的平均硬度。     

Ni中间层对QBe2.5/钢激光点焊接头力学性能的影响

流量阀的执行机构常应用铍青铜/钢复合元件,本文采用0.05 mm纯Ni作为中间层对QBe2.5铍青铜薄片与20#钢异种金属激光点焊搭接接头力学性能进行优化.通过光学显微镜、拉剪试验、显微硬度计和能谱测试仪对比分析添加Ni与不添加Ni层时焊接接头的成形、力学性能以及元素分布.研究表明:与未加镍层接头相比,加镍中间层的焊缝熔深较小,且基本不出现下塌现象,加镍中间层比未加中间层的接头抗拉剪力提高了61.5%;加入镍中间层后的焊缝中Fe元素含量增加,而Cu元素含量降低,接头韧性提高;加镍中间层的接头焊缝硬度值沿焊点深度方向逐渐增大,而未加镍层的基本不变,且加镍层比未加镍层的接头界面显微硬度值低.镍中间层材料可以显著改善铍青铜/钢异种金属接头焊缝熔合比,提高接头的抗拉剪强度、塑性和韧性     

钛及钛合金熔焊系列国家标准概述

随着钛及钛合金的广泛应用,钛和钛合金焊接技术越来越受重视,相应焊接标准的制定和应用受到了各行业的关注。我国现有标准涵盖了焊接材料(焊丝)、焊接工艺方法和焊接缺陷的无损探伤三个方面,已经颁布的国家标准共7项,其中3项是自主制定的标准,其他4项是ISO转化的。概述了钛及钛合金用焊接材料标准,并对钛及钛合金焊接工艺方法及焊缝缺陷的无损探伤国家标准进行了综述。从整体来看,现有标准数量仍然存在不足,例如厚板或超大厚板的电子束焊接工艺、薄板构件表面焊接缺陷的荧光探伤方法等都缺少相应的标准,建议尽快予以补充完善。     

激光-滚压焊接设备的设计

本文介绍一种用于异种金属连接的激光一压力复合焊接设备的滚压装置的设计制作。采用现有的激光焊接设备改装,通过增加辅助滚压系统的方法研究了激光滚压焊接设备的设计制作。该设备能够实现钛／铝异种金属的连接。     

大厚度TC4钛合金超窄间隙激光填丝焊接头组织性能研究

采用激光填丝焊接方法进行96 mm厚TC4钛合金板超窄间隙焊接,并对焊接接头进行了组织和性能分析。研究发现:焊缝整体呈钉形,没有出现气孔、裂纹及侧壁未熔合等焊接缺陷;焊缝区域主要由大量细长针状α’马氏体相互交织构成;焊接接头上中下3部分热影响区宽度、焊缝区域中α’马氏体板条宽度和位错密度呈递减趋势;焊接接头下部焊缝区域的α’马氏体晶界取向差在55°~65°的大角度晶界分布较中部和上部焊缝区域组织中略少一些;上中下3部分焊接接头中的焊缝区域显微硬度均明显高于热影响区和母材;沿壁厚方向焊接接头的抗拉强度与母材相当,焊接接头断裂位置均位于硬度值较高的焊缝处;最大局部应变出现在焊接接头下部中靠近母材的焊缝区域,局部应变值达到26.3%,而最小的局部应变值出现在焊接接头上部靠近母材的焊缝区,局部应变值约为14.5%。