LY12铝合金摩擦塞焊接头组织分析

在介绍摩擦塞焊原理和优点的基础上,经过初步试验,分析了LY12铝合金摩擦塞焊接头的金相组织和硬度分布.结果表明,LY12铝合金摩擦塞焊接头明显分为五个区域,即母材、母材与塑化区Ⅰ过渡区、塑化区Ⅰ、塑化区Ⅰ和塑化区Ⅱ之间的过渡区、塑化区Ⅱ.其中塑化区Ⅰ和塑化区Ⅱ的材料发生了强烈的变形和流动,但流动方式和变形方式不同;硬度分布则是从母材区开始,硬度值逐渐下降,在塑化区Ⅰ达到最低值,随后硬度值逐渐增大,在塑化区Ⅱ趋于稳定且与母材硬度值相当.     

2024铝合金电阻点焊与回填式搅拌摩擦点焊接头组织和性能

为了研究铝合金材料回填式搅拌摩擦点焊搭接接头与电阻点焊搭接接头的性能差异,采用2024铝合金材料分别开展了回填式搅拌摩擦点焊以及电阻点焊焊接试验。针对采用不同焊接方法获得的焊接接头的微观组织结构、显微硬度以及十字剥离强度进行了分析与对比研究。结果表明,2024铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头相对于电阻点焊接头,焊点形貌更加美观,可获得小尺寸的等轴细晶组织,不存在柱状晶组织结构,焊接接头力学性能明显提高,体现出了该焊接方法的技术优越性。     

不等厚异种铝合金电阻点焊接头组织与性能

采用电阻点焊机对不等厚异种铝合金2 219(6 mm)+5A06(2 mm)进行点焊试验研究,通过光学显微镜、显微硬度计、扫描电镜等手段分析了点焊接头显微组织结构形成的机理,并综合显微硬度分布规律以及元素分析,探究了接头不同区域的性能和成因。结果表明:该点焊规范合理,熔核直径约5.9 mm,薄板侧、厚板侧焊透率分别为59%和37%,单点抗剪力平均值约10.42 kN,内部质量良好;熔核为等轴晶组织形态;沿熔核直径方向,母材显微硬度值最高,热影响区其次,熔核区最低,强度最为薄弱。     

LY12铝合金摩擦点焊工艺及力学性能

摩擦点焊是在搅拌摩擦焊基础上开发的一种新型固态连接技术.针对2 mm厚的LY12铝合金,研究了摩擦点焊过程中的焊接工艺参数对焊点成形及力学性能的影响.结果表明,当焊接时间一定,搅拌头旋转速度较高时,焊点的表面成形较好;随着搅拌头旋转速度的降低,焊点的表面成形逐渐变差.焊点的抗剪载荷随搅拌头旋转速度增加呈现出先增大后减小的趋势,当搅拌头旋转速度为950 r/min、焊接时间为8 s时,焊点的抗剪载荷达到最大值,为9.33 kN/点.焊点横截面的显微硬度测试结果表明,显微硬度沿匙孔中心呈高-低-较高-低-高的"W"形分布,最小值出现在热影响区,塑性区的显微硬度较高,但略小于母材.     

铝合金回填式搅拌摩擦点焊组织及力学性能分析

采用回填式搅拌摩擦点焊技术对7075-T6铝合金进行了点焊试验.对接头进行了显微组织、显微硬度、剪切和十字形拉伸测试.结果表明,接头显微组织可分为焊核区、热力影响区、热影响区及母材;在焊缝中发现了钩状缺陷、孔洞、未焊合、未完全回填及粘连韧带等缺陷;焊缝区显微硬度呈W形分布,焊点中心呈V形分布;在旋转频率为1 400 r/min,焊接时间为4s时,接头的抗剪强度达到最大值125.6 MPa,为母材强度的39.6％;接头的十字形拉伸载荷随工艺参数的变化规律比较复杂,最大十字形拉伸强度可达43.9 MPa.     

包铝LY12铝合金表面镀铬层的界面显微组织及耐蚀性能

利用电镀法在包铝LY12铝合金表面上制备约20 μm厚 的Cr镀层，通过对热处理前后镀铬试样的断面显微硬度分布的测试，用扫描电镜对镀铬试样的断面形貌进行观察分析以及电子探针测定镀铬试样界面处的元素线分布状态等分析了镀铬试样的界面显微组织.同时，分别在60℃、Na2CO3(25 g/L)和室温、NaOH(10 g/L)两种溶液中对镀铬层的耐蚀性能进行了考察.结果表明，通过镀铬处理在上述两种腐蚀环境下使包铝LY12铝合金的耐蚀性能得到显著提高.     

铝合金与钢的搅拌摩擦焊焊缝成形及接头性能

用搅拌摩擦焊方法焊接了异种材料铝合金与低碳钢,分析了接头的截面形貌及力学性能.结果表明,当焊接工艺参数合适时,可以获得表面成形良好、无变形的铝合金与钢的对接接头和搭接接头.对于对接接头,金相分析表明,在焊缝横截面,低碳钢与铝合金呈较好的混合状态,在平行焊缝表面的平面内,两种材料呈交叠分布.力学性能试验表明,焊核内局部区域具有较高的显微硬度,可能是形成了钢与铝的金属间化合物,拉伸试样断裂在焊核区边缘偏低碳钢一侧.对于搭接接头,接合面处的钢呈形似"钳子"或弯钩状的分布,钢铆进了铝合金焊缝中,两种材料能有效地达到塑性结合,接头的抗剪切性能较好.     

异种铝合金电阻点焊接头的组织及性能

采用电阻点焊工艺对厚度为2 mm的5182铝合金和5754铝合金进行搭接焊,并使用金相显微镜观察其显微组织特点,使用拉伸试验机和维氏显微硬度仪测试焊接接头的力学性能。结果表明,焊接接头由3个典型区域组成：母材区、热影响区和熔核区;熔核区主要由边缘柱状晶和中心等轴晶组成,中心等轴晶区体积约占整个熔核区的90%。5182铝合金侧的热影响区出现较多大颗粒析出物,并出现液化裂纹,5754铝合金侧的热影响区无明显的析出物与液化裂纹产生。焊接接头的断裂形式为纽扣型断裂,均为 5754铝合金侧的熔核被剥离。熔核中柱状晶区硬度高于等轴晶区,位于两种铝合金侧的热影响区硬度均高于其对应的母材硬度。     

LY12铝合金微弧氧化尺寸变化及膜层相组成

采用螺旋测微器并结合涡流测厚仪,研究了LY12铝合金微弧氧化过程中的尺寸变化.在质量浓度为100 g/L的Na2SiO3溶液中,在电压为550 V、电流为25 A、氧化时间为75 min条件下,获得了厚度为30μm的稳定的陶瓷膜层.采用X 射线衍射仪及扫描电镜并结合能谱仪研究了膜层的相组成、形貌及元素分布;分析了膜层相组成的形成机理.研究表明,微弧氧化使试样尺寸变大、基体尺寸变小,膜层外延生长和基体损耗的厚度是等距离的.膜层是由膜层基体和大量的直径只有几微米的孔洞组成,主要包含O、Si和Al元素;组成相包含非晶相和晶相,非晶相包含Al2O3和SiO2,晶相为Al相.膜层显微硬度(HV)为2 200.     

异种铝合金回填式搅拌摩擦点焊的组织与性能

选用6061-T6与7075-T6铝合金为研究对象,研究异种合金回填式搅拌摩擦点焊接头的组织和拉剪性能. 将7075铝合金作为上板,主要讨论套筒下扎深度对接头成形和性能的影响. 结果表明,当套筒刚扎透上板时,接头内部无缺陷产生. 随着套筒下扎深度的增大,接头内部会出现孔洞、撕裂和未充分回填等缺陷. 当使用较小的套筒扎入量时,决定接头性能的关键位置,即钩状缺陷处和焊点中心搭接面处的结合情况良好. 接头的断裂载荷随着套筒下扎深度的增大先增大后减小,最大载荷在深度为3.4 mm时达到7 236 N.     

LF2铝合金搅拌摩擦焊接接头的组织与性能

对10 mm厚LF2铝合金搅拌摩擦焊接进行了研究.结果表明:焊接厚板时,为防止出现隧道型缺陷,须在较低的焊速和转速下进行.当焊速为9 mm/min,转速为950 r/mln,焊接输入能量为6 230 W时,接头强度值最高,其值与母材强度值相等.接头处由平均尺寸约为15 μm的均匀细小的晶粒组成;热影响区平均晶粒尺寸较大,其最大值约为28 μm;热机械影响区内组织细长,局部区域最大长度可达到85 μm.焊核区平均硬度与母材相当,中心最高硬度可达HV95,近缝区硬度低于母材硬度.     

2024铝合金与T2紫铜的搅拌摩擦焊接头组织及力学性能

针对板厚均为3 mm的2024铝合金和T2紫铜异种金属进行了搅拌摩擦焊接。采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对接头组织和铝-铜界面进行观察分析,并进行了显微硬度和拉伸性能测试。结果表明,接头表面成形优异,无宏观缺陷,焊核区形成了明显的洋葱环结构,洋葱环由层片状铝和颗粒形式分布的铜组成;在铝-铜界面形成了一层厚度约0. 98μm的金属间化合物层。在转速为800 r/min、焊接速度为50 mm/min的焊接参数下得到了力学性能优异的接头,接头平均抗拉强度为158 MPa,强度与母材铜相当,平均断后伸长率为10%,为母材铝的87%,拉伸断裂于铜侧母材,断裂方式为韧性断裂。     

铝合金搅拌摩擦点焊疲劳性能研究

研究了2mm厚的6082-T6铝合金搅拌摩擦点焊接头的疲劳性能。在最优的焊接工艺参数和良好的焊接接头的基础上,完成了点焊接头的疲劳实验,观察分析点焊接头薄弱环节的微观组织和疲劳断口的形貌,并测试接头显微硬度,得到了在一定范围内预测疲劳寿命的表达式。结果表明:疲劳裂纹在上下板间的接头根部起裂,在热影响区和热力影响区的交界处扩展直至断裂;微量元素形成的强化相在很大程度上影响点焊接头的疲劳性能;点焊接头的疲劳寿命随着应力强度因子的变小呈增大趋势。     

5083铝合金搅拌摩擦焊接头的微观组织与力学性能

通过金相分析、拉伸及断口形貌观察等方法研究8 mm厚5083铝合金搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能.金相观察结果表明:焊核区由细小的等轴晶组织构成;热机影响区受机械和热的双重作用组织发生了较大程度的变形;热影响区仅受热循环的作用,与母材组织相似,但组织稍微有粗化现象.力学试验表明:焊接速度为160 mm/min时,接...     

铝合金搅拌摩擦焊异种焊接头的显微组织和力学性能

对8mm厚6082/5083铝合金进行了搅拌摩擦焊焊接,焊后通过金相分析、拉伸试验和断口形貌观察等方法研究了搅拌摩擦焊异种焊接头的显微组织和力学性能.研究结果表明:在旋转速度800 r/min、焊接速度120 mm/min工艺条件下,接头表面成形良好,内部无明显缺陷.焊核区是由细小的等轴晶组织构成;前进边和回转边的界面形态差异较为明显,前进边的组织形貌呈花纹状,由两种铝合金组织交互融合而成,但回转边组织形貌则呈曲线状,明显将两种组织分开.断口形貌分析显示,接头断裂模式为脆性断裂.     

2219-T87铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊方法对8mm厚2219-T87铝合金进行了焊接.对接头的宏观形貌、微观组织、显微硬度及断口形貌进行了分析.结果表明,焊核区为细小的等轴晶粒,晶粒尺寸远小于母材;热机影响区发生了弯曲变形;热影响区组织出现了明显粗化.前进边热机影响区和焊核区形成明显分界线,后退边相对模糊.搅拌摩擦焊对接头各区域沉淀相分布形态有重要影响.接头室温拉伸强度可以达到母材的70%以上.沿焊缝横截面的显微硬度的分布显示,硬度最低点位于后退侧热影响区区域,断裂位置位于后退侧热影响区处,接头的断裂形式为韧性断裂.     

5052铝合金双面搅拌摩擦点焊接头的失效分析

采用ANSYS软件模拟分析5052铝合金在焊接过程中温度曲线的变化及所受外力的变化趋势,以此为基础分析5052铝合金双面搅拌摩擦点焊的显微组织及其对焊接力学性能的影响,对焊点端面和剖面金相显微组织进行分析,研究焊接失效的原因.在研究5052铝合金焊接接头时发现,导致接头失效的主要原因是:在接头的塑性区未能充分熔合,存在细小的裂纹;在动态静止区域有吻接裂纹,是导致焊接失效的主要因素;焊接试样进行拉伸试验时,断裂起始位置一般出现在搅拌区域边缘开始,至熔合区域结束.     

铝合金搅拌摩擦点焊的研究现状与发展

介绍了国内外搅拌摩擦点焊最新的焊接方法,以及各种方法的原理及优缺点.国内外研究表明,搅拌摩擦点焊可以很好地焊接铝合金,其接头性能优于电阻点焊.搅拌摩擦点焊的方法有很多,各有优缺点,需要根据具体的情况进行选用.搅拌摩擦点焊的工艺参数对性能影响较大,每个参数都有最佳范嗣,需要综合进行考虑.并对搅拌摩擦点焊的发展趋势进行了分析.     

2024铝合金搅拌摩擦焊接头组织结构及力学性能

采用搅拌摩擦焊工艺实现3 mm厚的2024铝合金焊接,对接头搅拌区的组织结构及力学性能进行分析。研究表明,焊核区主要由再结晶和搅拌的双重影响而形成的细小等轴晶组织构成;热机影响区受焊核区剪切力及热循环的影响,晶粒大小不均匀并伴有晶粒变形的现象。力学性能分析表明,接头显微硬度分布特征与金相组织结构一致;当焊接速度为300 mm/min时,接头的抗拉强度达到294 MPa,为母材的69%,接头的断裂形式为韧窝和沿晶断裂特征的韧性和脆性断裂;接头的焊接残余应力以纵向应力为主,纵向残余应力峰值出现在前进侧轴肩作用的边缘处,焊接速度为300 mm/min时峰值达到164.5 MPa。