搅拌摩擦焊角接焊接外侧焊方法

在分析现有搅拌摩擦焊角接焊接的基础上,提出了一种新的搅拌摩擦焊(FSW)角接焊接外侧焊接方法(FSOCW).采用在角接头外侧镶拼辅助工艺垫块,在角接头外侧顶部构成搅拌头台肩摩擦所需平面的方法,将任意角度的角接焊转化为类似平板对接焊,利用垫板与搅拌头台肩产生的摩擦热加热角接焊缝,并在搅拌头搅棒的联合热机作用下形成搅拌摩擦角接焊缝.     

2519铝合金搅拌摩擦焊工艺研究

采用搅拌摩擦焊方法对2519铝合金厚板进行了焊接实验,结果表明:搅拌头旋转速度与焊接速度的比值(n/v值)是影响焊缝质量的关键性因素,当n/v值为13.3时,焊缝力学性能最佳,当n/v值在最佳值的85%～115%范围内时,焊缝显现出良好的力学性能.     

铝合金的搅拌摩擦焊

在详细介绍搅拌摩擦焊原理，特点的基础上，针对铝合金的搅拌摩擦焊特点，性能以及工业应用进行了阐述，并且对搅拌摩擦焊在中国市场的发展和应用作了简略介绍和预测。     

2519厚板搅拌摩擦焊缝组织性能及断裂分析

采用搅拌摩擦焊方法对厚度为20mm的2519高强铝合金板进行了单道对接焊试验,并对焊缝的微观组织、力学性能及断裂特性进行了分析.试验结果表明,在旋转速度为1600 r/min、焊接速度为30mm/min时,20mm厚板焊缝的抗拉强度可达313MPa;厚板焊接时,因焊接速度较慢,厚板焊缝搅拌区的平均显微硬度在115 HV左右,出现了较大程度的软化,其软化区长度约为55 mm;其断裂形式为韧性和脆性的混合型断裂.20mm厚板焊接时,上下板面搅拌区的温差在150℃左右,热机作用梯度沿板厚急剧变化,是厚板焊接比薄板焊接困难的原因之一.     

搅拌摩擦焊工艺参数对2519厚板焊接性能的影响

采用搅拌摩擦焊方法对10mm厚的2519高强铝厚板进行了焊接，研究了该铝合金厚板的搅拌摩擦焊工艺参数对其焊接性能的影响。结果表明：在一定范围内，随着转速或焊速的增加，焊缝强度都呈现出先增加后减小的特征，在转速为2000r／min、焊速为150mm／min时，可获得较好的焊接接头，其抗拉强度达到最大值298MPa。焊逢的薄弱环节出现在热影响区与热机影响区的过渡区。     

2519A铝合金超声辅助搅拌摩擦焊接试验分析

针对2519A铝合金搅拌摩擦焊(FSW)底部虚焊和弱连接等问题,通过搅拌头施加纵深超声能,形成超声辅助搅拌摩擦焊(UAFSW),进行了同种工艺条件下的FSW与UAFSW对比试验分析.结果表明,超声能的加入,使焊接区金属的塑性变形阻力降低,UAFSW焊缝整体流变区域明显增大加深,且超声能贯穿到焊缝底部,使底部流动性增强,降低了缺陷率,使焊核区连续动态再结晶过程获得的晶粒尺寸更细小,且析出的第二相更精细;UAFSW焊缝的抗拉强度达到364.62 MPa,为母材抗拉强度的79.25%,比FSW焊缝提高4.10%,平均屈服强度则显著提高10.98%,但断后伸长率有所降低.     

搅拌摩擦焊工艺倾角研究

国内对搅拌摩擦焊焊接参数(如进给速度、旋转速度)的研究比较多,但对工艺倾角的研究很少.本文采用搅拌摩擦焊方法对2519铝合金进行了焊接试验,结果表明,工艺倾角也是影响焊缝质量的关键性因素,工艺倾角在3°～5°区间时,呈现出较好的焊缝性能,小于3°或大小5°,焊缝性能较差.     

铝合金液冷冷板的搅拌摩擦焊

针对钎焊工艺条件下铝合金液冷冷板钎焊缝存在的技术问题,对比分析了搅拌摩擦焊工艺技术在铝合金液冷冷板焊接应用上的技术优势,指出了采用搅拌摩擦焊工艺进行铝合金液冷冷板非实体结构的焊接时,要获得满意的接头焊接质量的前提是结构需满足一定的焊接接头设计要求.在试验基础上对搅拌摩擦焊的6063铝合金液冷冷板焊接表面压入量、焊接变形情况、焊接匙孔处理方法、焊接接头耐压性能和焊接接头组织状况进行了分析研究.     

铝合金搅拌摩擦焊温度场检测

通过对铝合金搅拌摩擦焊过程中各特征点温度的系统检测,得出了铝合金搅拌摩擦焊过程中温度场变化的基本规律.焊接过程中材料旋入侧温度高于材料旋出侧温度,上层温度高于下层温度,焊缝中心的温度最高,焊接结束时被焊材料末端的温度较焊接稳定区有所升高.     

7075铝合金搅拌摩擦焊研究

使用搅拌摩擦焊对8mm厚的7075-T7351铝合金进行了单道平板对接。结果表明,在工艺参数为搅拌头旋转速度为1180r/min、焊接速度为37.5mm/min时,可获得较好的接头,抗拉强度达到390MPa,是母材强度的78%;7075-T7351铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织为典型的搅拌摩擦焊接头组织,焊核区为细小的等轴晶,晶粒大小为6~7μm,母材组织中的强化相在此区域消失;接头显微硬度值分布趋势沿焊缝中心两侧基本对称,热机影响区-热影响区过渡区及焊核区硬度低于母材,是焊件的薄弱环节。     

Friction stir welding characteristics of two aluminum alloys

1　INTRODUCTIONFrictionstirwelding(FSW )isapromisingweld ingprocessthatcanproducehigh qualityandlow costjoints[1,2 ] .Especially ,itcaneliminatesomeweldingdefectssuchascrackingandporosityoftenassociatedwithfusionweldingprocesses[2 ,3] ,andthusissuitedtoweldheat treatablealuminumalloysthatarediffi culttofusionweld[4 ,5] .Recentstudiesonthemi crostructuralcharacteristicsandmechanicalpropertiesofthefrictionstirweldedjointshaveindicatedthatdifferentaluminumalloyshavedifferentFSWcharac teris…     

Friction stir welding of aluminium casting alloys

The results of testing friction stir welding quality in relation to EN AC-43200 (AK9) and EN AC-45000 (AK64) aluminium casting alloys are presented. The test joints were made with the use of a welding machine constructed on the basis of numerically controlled milling machines. The assessment of the joint quality was made based on visual inspection, mechanical testing, weldment structure analysis and hardness tests. The purpose of the investigation was to discover the possibility of friction stir welding of casting alloys and the influence of welding conditions on joint properties and structure. The test results show good weldability of aluminium casting alloys by the FSW method. Sound welds can be obtained in a relatively wide range of welding parameters while the weld strength is satisfactory. In order to obtain the highest quality joints, the workpieces must be pressed onto the other, while the welding process cannot run with excessively high speed. The best mechanical properties of the joints were achieved when the friction process was conducted at a rotational speed of the mixing tool of 900 rpm.     

防锈铝搅拌摩擦焊接

通过大量试验研究了防锈铝LF21搅拌摩擦焊接技术,深入分析了防锈铝搅拌摩擦焊接头的金相组织和力学性能,并探讨了焊接参数对组织性能的影响.对于3mm厚的防锈铝板,优化的搅拌头材料为ICr18Ni9Ti,形状为圆锥带凹面形,轴肩尺寸为φ12mm,焊针跟部直径为4mm,焊针端部直径为2.8mm,焊针高度为2.7mm.优化的焊接工艺参数范围为旋转速度950-1 500 r/min,焊接速度37.5～60mm/min.研究的成果可应用于有色金属材料搅拌摩擦焊接参数的优化,推动中国搅拌摩擦焊接技术在铝焊接中的应用.     

Modeling friction stir welding process of aluminum alloys

The friction stir welding (FSW) process of aluminum alloys has been modeled using a two-dimensional Eulerian formulation. Velocity field and temperature distribution are strongly coupled and solved together using a standard finite element scheme. A scalar state variable for hardening is also integrated using a streamline integration method along streamlines. A viscoplastic constitutive equation to consider plastic flow and strength variations was implemented for the process modeling. Precipitates inside AA6061 alloys are sensitive to elevated temperatures and affect strength evolution with temperature. The overall effects of the precipitate variations with temperature on strength were reflected using temperature-dependent material parameters. The material parameters of constitutive equations were obtained from isothermal compression tests of various temperatures and strain rates. The effects of FSW process conditions on heating and hardening were investigated mainly near the tool pin. The microhardness distribution of the weld zone was compared with the prediction of strength. In addition, crystallographic texture evolutions were also predicted and compared with the experimental results.     

搅拌摩擦焊与铝船制造革命

铝合金材料替代钢铁材料由于能显著减轾船舶的自重、增加船舶的速度，因而在造船业中日益受到重视；由于搅拌摩擦焊技术的一系列优点，将使铝合金在造船工业中得到曼进一步的应用。在此主要介绍搅拌摩擦焊应用于铝合金船舶焊接中的优点，世界各国造船厂应用搅拌摩擦焊的实例以及搅拌摩擦焊的焊缝质量等3方面的内容。     

6061-T6铝合金微搅拌摩擦焊工艺

以0.8 mm厚6061铝合金微搅拌摩擦焊对接过程为研究对象,采用专用搅拌工具,通过温度场模拟进行工艺参数预选,研究了无倾角微搅拌摩擦焊的工艺参数对接头力学性能的影响,确定了与所设计微搅拌工具相匹配的工艺参数窗口;并采用光学显微镜、SEM扫描电镜对接头的微观组织、断口的形貌进行观察. 结果表明,在焊接速度为300 mm/min、转速14 000 ~ 24 000 r/min时,可以获得力学性能优越的焊接接头,抗拉强度均可达母材的70%以上;微搅拌摩擦焊缝微观组织的热影响区与传统搅拌摩擦焊相比,仅部分晶粒发生长大,仍有部分晶粒与基体保持一致无明显变化.     

2219-O铝合金的搅拌摩擦焊接

对2219-O铝合金进行了搅拌摩擦焊接,采用光学显微镜分析了接头的微观组织,采用拉伸试验方法评价了接头的力学性能.微观分析表明,在热机循环的共同作用下,焊核区(WNZ)发生了动态再结晶,形成了细小的等轴晶粒,并且沉淀相的数量较其它各区有所增加;热机影响区(TMAZ)晶粒被拉长、弯曲,发生了动态回复和部分再结晶,晶粒内部开始有新的晶粒生成;热影响区(HAZ)的晶粒发生粗化.力学性能测试结果表明,当转速为800r/min,焊接速度为200～400 mm/min时,接头与母材等强度,断裂发生在母材区;当焊接速度大于400mm/min时,接头的抗拉强度很低,断裂发生在缺陷处.     

车用铝合金搅拌摩擦点焊工艺

针对2 mm厚6082-T6铝合金搭接搅拌摩擦点焊进行工艺研究,以转速、下扎时间、回填时间、下扎深度为变量,进行不同试验,通过测量不同参数下的剪切强度、观察金相组织,获得了2 mm厚6082-T6铝合金搭接点焊的优化工艺参数。试验表明,最佳转速为2 100 rpm,最佳下扎时间为3 s,最佳回填时间为3 s,最佳下扎深度为2.7 mm。