采用搅拌摩擦焊方法制备的非晶增强铝基复合材料的微观组织分析

利用金相、EDS、XRD及TEM试验等对采用源于搅拌摩擦焊方法的搅拌摩擦加工技术制备的非晶增强铝基复合材料的微观组织结构进行试验分析.结果表明,非晶增强体与基体5A06铝合金经过搅拌摩擦加工过程充分的搅拌作用,获得了层状混和组织结构.复合材料中存在大量的90~400 nm纳米级组织,主要由-αA l与-αA l非晶组织构成.纳米级组织的存在有助于复合材料性能的提高,而非晶结构的存在表明非晶增强体在搅拌摩擦加工过程中并未完全晶化.     

高熔点材料的搅拌摩擦焊接技术

通过焊具设计、接头微观组织与性能、焊接温度场和残余应力、热源辅助的搅拌摩擦焊(FSW)几个方面,全面介绍了高熔点材料搅拌摩擦焊技术的研究现状.结果表明,合适的搅拌头材料为钨铼(W-Re)合金和多晶立方氮化硼(PCBN);采用合适的焊具设计和工艺参数,可以得到具有良好微观组织、高强度的FSW接头;在模拟搅拌摩擦焊温度场和接头残余应力时,应依据焊接过程实际进一步完善物理模型;引入辅助热源有利于高熔点材料焊缝成形并提高焊具使用寿命.     

热塑性复合材料/金属搅拌摩擦焊研究进展

热塑性复合材料作为新型轻质材料,已经广泛应用于航空航天领域。金属与热塑性复合材料的异种材料连接因其能充分发挥两种材料各自的特性而备受关注。搅拌摩擦焊作为一种低热输入的焊接技术,在金属与热塑性复合材料异种焊接领域有广阔的应用前景。从热塑性复合材料与金属的搅拌摩擦焊焊接方法、炉具设计、焊接工艺参数以及连接机制等方面综合国内外研究成果进行系统性的综述,并对热塑性复合材料/金属异种搅拌摩擦焊的未来发展趋势做出展望。     

铝/铜异种金属搅拌摩擦焊研究

搅拌摩擦焊作为一种固相焊接技术,它可以克服铝/铜在熔化焊接中的缺陷,提高接头质量,促进铝/铜异种金属在工业领域的应用。从搅拌摩擦焊焊接工艺、接头组织与性能等方面,综述了铝/铜异种金属搅拌摩擦焊技术在近几年的研究进展,总结了有待深入研究的问题。     

旋转摩擦挤压加工CNTs/Al复合材料的线材组织和性能

采用旋转摩擦挤压加工方法制备体积分数分别为0、3.8%、4.5%和5.3%(体积分数)的碳纳米管增强铝基复合材料线材,进行复合材料线材显微组织观察和力学、电学性能分析。结果表明:经旋转摩擦挤压后,复合材料线材的晶粒较搅拌摩擦加工试样有所拉长和长大,但仍为超细晶结构;复合材料线材中的碳纳米管沿着挤压方向呈取向排列均匀分布于铝基体中。随着碳纳米管体积分数的增加,复合材料线材的显微硬度、抗拉强度以及电阻率均逐渐增加,且均高于同CNTs体积分数的搅拌摩擦加工块体复合材料试样,但塑性有所降低。     

旋转摩擦挤压加工CNTs/Al复合材料的线材组织和性能EI北大核心CSCD

采用旋转摩擦挤压加工方法制备体积分数分别为0、3.8%、4.5%和5.3%(体积分数)的碳纳米管增强铝基复合材料线材,进行复合材料线材显微组织观察和力学、电学性能分析。结果表明:经旋转摩擦挤压后,复合材料线材的晶粒较搅拌摩擦加工试样有所拉长和长大,但仍为超细晶结构;复合材料线材中的碳纳米管沿着挤压方向呈取向排列均匀分布于铝基体中。随着碳纳米管体积分数的增加,复合材料线材的显微硬度、抗拉强度以及电阻率均逐渐增加,且均高于同CNTs体积分数的搅拌摩擦加工块体复合材料试样,但塑性有所降低。     

搅拌摩擦焊技术的新起点——钢的焊接

搅拌摩擦焊技术已经成功实现了在铝合金结构中的工业化应用,但是在钛合金、钢等高熔点材料结构焊接中的研究仍在进行之中.文中对钢的搅拌摩擦焊技术难点进行了分析,并对C-Mn钢等典型钢结构材料的搅拌摩擦焊接头性能及组织进行了对比分析.结果表明,搅拌摩擦焊接头的细晶组织有助于提高钢结构的性能,具有一定的推广应用潜力.     

铝钢异种材料搅拌摩擦点焊研究现状

铝钢异种金属的连接对能源与材料的高效利用受到汽车相关行业的重视,搅拌摩擦点焊作为一种固态焊接方法可以大幅减少金属间化合物的不利影响,在异种金属的连接领域有着广阔的应用前景。通过阐述铝钢异种金属连接的主要连接原理,分析解释相关工艺参数及组织对焊接结果的影响,归纳总结了国内外关于铝钢异种材料搅拌摩擦点焊的相关研究现状,并探讨了目前铝钢搅拌摩擦点焊中存在的问题以及未来可行的研究方向。     

铝-铜异种材料对接搅拌摩擦焊温度场数值模拟

根据铝-铜异种材料对接搅拌头偏置搅拌摩擦焊接特点,利用ANSYS软件,模拟焊接过程中的瞬态变化温度场以及焊缝区域各点的热循环曲线. 通过对比分析了移动焊接稳定阶段焊缝横向、纵向及厚度方向各点的最高温度变化;对比不同焊接参数的变化对焊接温度变化的影响,确定主要影响因素为搅拌头转速. 通过试验采集特征点热循环曲线与模拟比较的结果吻合度良好,验证了热源模型与散热模型的准确性. 温度场模拟结果表明,异种材料偏置搅拌摩擦焊过程中温度最高值出现在焊缝中心偏铝合金侧位置.     

新型非晶增强铝基复合材料的制备及组织性能

利用搅拌摩擦加工技术制备了一种新型的非晶增强铝基复合材料,用金相、显微硬度计及扫描电镜等分析复合材料的显微组织、硬度以及成分组成.结果表明,复合材料主要由母材和非晶带经搅拌摩擦加工后交替形成的层状结构组成,其显微硬度与母材相比有所提高.复合材料主要由α-Al,Mg2Al3,Mnal6以及La3Al11等物相组成,原始非晶带经搅拌摩擦加工后存在一定的晶化特征,而非晶的晶化可能是摩擦热、机械搅拌力以及轴肩压力等综合因素共同作用的结果.     

不锈钢搅拌摩擦焊接研究进展

传统熔焊工艺焊接不锈钢存在诸多问题,搅拌摩擦焊接是解决这些问题的有效途径.本文论述了近年来国内外不锈钢搅拌摩擦焊的研究进展,分析了不锈钢搅拌摩擦焊的焊缝成形、接头组织、力学性能、抗腐蚀性能、焊接工具、不锈钢异种材料焊接等,并展望了不锈钢搅拌摩擦焊的应用前景.     

搅拌摩擦加工制备MWCNTs/Al复合材料的微观组织分析

采用搅拌摩擦加工技术制备了不同含量多壁碳纳米管增强铝基复合材料,并利用透射电镜对该复合材料的微观组织和界面结构进行分析。结果表明:该复合材料组织具有微米级的超细晶粒,晶粒尺寸随搅拌摩擦加工道次的增加而逐渐减小;铝基体晶粒中存在大量位错,并在局部形成位错缠结;在铝基体中有纳米级短棒状Al_4C_3相弥散分布;碳纳米管与铝基体之间结合紧密,界面处未发现有新相生成。     

异种铝合金焊接研究现状及展望

汽车轻量化应用过程中存在大量异种材料连接，针对国内外不同预制工艺、焊接工艺条件下异种铝合金TIG、MIG、激光焊接、搅拌摩擦焊接头的显微组织、性能及预测模型等相关研究进行综述和展望。异种铝合金激光填丝、激光复合CMT、铆接复合胶粘在薄板焊接领域具有广阔的前景，且通过微合金化及纳米颗粒化对焊丝成分进行调控是改善高强铝合金熔焊接头强度的有效方法。搅拌摩擦焊是2系/7系铝合金高质量连接的主要方法，且类似搅拌摩擦点焊、预制燕尾槽、预制孔中增加纳米颗粒、刀具偏移等新工艺可以为局部铝/钢，铝/铜，铝/碳纤维等其他异质材料高强度连接起到有效促进作用。     

异种金属和镀层金属的焊接

钛合金/纯铝异种金属摩擦焊接工艺;白铜/钢双金属管的瞬间液相扩散连接;低碳钢与紫铜搅拌摩擦焊接头显微组织分析;Al／Cu异种有色金属的真空钎焊工艺;激光焊接齿科CoCr-NiCr异种合金组织结构研究;T2紫铜与H62黄铜异种材料间的搅拌摩擦焊工艺研究;     

DP590钢/AA6061-T6铝合金异种金属对接搅拌摩擦焊温度场的数值模拟

为了研究DP590钢和AA6061-T6铝合金异种金属对接搅拌摩擦焊工艺参数对温度场的影响,优化实际焊接时工艺参数的可选择范围,首先建立了异种金属对接搅拌摩擦焊搅拌头摩擦生热的热输入模型,然后运用ABAQUS软件模拟出DP590钢和AA6061-T6铝合金对接搅拌摩擦焊的温度场,研究焊接过程中异种板材温度场的分布规律,最后通过调整焊接参数模拟出接头的温度分布,对比分析搅拌头偏置位置、焊接参数对接头温度场的影响。结果表明:钢铝异种金属对接搅拌摩擦焊焊接过程中的最高温度处位于DP590钢板侧,搅拌针偏置主要影响钢板的温度分布,搅拌头转速是影响焊接接头温度场的主要因素。     

搅拌摩擦加工对原位TiB_2/A356复合材料组织及性能的影响

为了改善原位自生TiB_2增强铝基复合材料的微观组织、提高铸态复合材料的塑性,对TiB_2/A356复合材料进行不同道次的搅拌摩擦加工。通过扫描电镜、透射电镜等手段观察晶粒、TiB_2颗粒及位错密度的变化,通过定量的理论强化机理解释力学性能。研究表明,搅拌摩擦加工的高温及严重塑性变形引起动态再结晶,晶粒明显细化;TiB_2弥散分布,团聚减少;位错由于动态再结晶而被消耗;定量分析表明,细晶强化、奥罗万强化是搅拌摩擦加工态的主要强化机制。此外,二道次搅拌摩擦加工的组织及性能的改善效果比一道次更加显著。     

母材相对位置对搅拌摩擦焊接铝/铜异种金属接头性能的影响

铝、铜两种金属性能差异较大,用常规焊接方法难以实现连接,极大地限制了铝/铜复合接头的质量和应用范围.利用搅拌摩擦焊接技术成功焊接了防锈铝合金/紫铜异种金属的对接接头,通过焊缝接头表面宏观形貌观察、接头横断面组织分析及接头的抗拉强度分析母材相对位置对铝/铜搅拌摩擦焊接头性能的影响.结果表明,搅拌针相对配合面存在偏移的情况...     

铝/镁异种金属搭接搅拌摩擦焊接温度场数值模拟研究

利用有限元分析软件ABAQUS对铝/镁异种金属搭接搅拌摩擦焊温度场进行模拟研究,计算了焊接过程中不同焊接参数对温度场的影响.结果表明:数值模拟结果与测量结果能够较好吻合,热源模型的建立基本符合搅拌摩擦焊接过程,验证了已建立的模型的可靠性.     

外加能场辅助搅拌摩擦焊研究现状

搅拌摩擦焊作为先进固相连接技术,广泛应用于航空航天等领域,轻质高强材料及异种材料连接对常规搅拌摩擦焊的发展提出了新的挑战.近年来,外加能场辅助搅拌摩擦焊技术的兴起有效地解决了异种材料连接中塑化程度不匹配和界面金属间化合物导致接头脆化的问题.同时,这一技术也为解决高熔点材料流变应力大、塑性变形能力差以及焊具磨损严重、焊接效率低等问题提供了新的思路.文中综述了外加能场辅助搅拌摩擦焊的研究现状,包括感应加热、激光加热、电流加热、电弧加热和超声辅助等,从过程产热、材料流动、组织性能调控和耦合作用机制等方面分析了热能和机械能对接头微观组织和性能的影响规律,同时对未来的研究方向进行展望.     

阻碍钢的搅拌摩擦焊研究进展的关键问题

搅拌摩擦焊(FSW)是一种固相焊接技术,在焊接铝、镁及其合金等低熔点金属上发展已相当成熟。焊接异种金属也获得了缺陷少的接头。钢在工业上的应用比其他金属更广泛,因此目前搅拌摩擦焊的研究主要集中在钢板的焊接。本文主要讨论了制约搅拌摩擦焊焊接钢板的3个关键问题,即搅拌头的结构设计、开发价格低廉且有良好高温耐磨性的搅拌头材料及昂贵的搅拌摩擦焊设备。