5083铝合金搅拌焊接头力学性能研究

用自行设计的Flared-TrifluteTM搅拌头对2mm厚的5083铝合金板材进行搭接搅拌摩擦焊实验,通过测量焊接接头的单向剪切拉伸强度和接头各区域材料的硬度。结果表明:当旋转速度为1800r/min,进给速度为30mm/min,接头的拉伸剪切强度可以达到200.12MPa;相邻的第二道焊接没有对第一道焊缝硬度分布产生影响。     

铝合金的搅拌摩擦焊工艺研究

搅拌摩擦焊是一种新型的固态连接技术.采用搅拌摩擦焊技术成功地实现了厚度为3mm铝合金板材的对接、角接及园筒纵缝的焊接.分析研究了试验过程中搅拌焊头的形状、尺寸及焊接工艺参数对搅拌摩擦焊接头质量的影响.试验结果表明,对于厚度为3mm的铝合金板材,圆柱形搅拌焊头的最佳设计尺寸是:搅拌焊针的直径为3mm,肩部的直径为9mm.采用该焊头在旋转速度为1800～2000r/min,焊接速度为1.22～1.85mm/s的范围内,压力为218N时施焊,可获得质量良好的焊接接头.     

焊接速度对搅拌摩擦焊缝组织及性能的影响

在不同焊接速度下对11 mm 厚的2A70-T6铝合金进行搅拌摩擦焊,并对焊缝进行显微组织观察和力学特性测试。结果表明：采用旋转速度为300 r/min、焊接速度为220 mm/min进行焊接时,可获得优质的焊缝接头,其焊缝抗拉强度为357.6 MPa;前进侧的熔合过渡区焊缝金属变化剧烈;焊核区呈现细小的等轴状晶粒;返回侧熔合过渡区塑性金属变形的梯度较前进侧缓和。随着焊接速度的增大,焊核区和晶粒尺寸逐渐变小,焊缝的抗拉强度也逐渐增大,但增大幅度逐渐变小。     

焊接速度对搅拌摩擦焊缝组织及性能的影响

在不同焊接速度下对11 mm厚的2A70-T6铝合金进行搅拌摩擦焊,并对焊缝进行显微组织观察和力学特性测试。结果表明:采用旋转速度为300 r/min、焊接速度为220 mm/min进行焊接时,可获得优质的焊缝接头,其焊缝抗拉强度为357.6 MPa;前进侧的熔合过渡区焊缝金属变化剧烈;焊核区呈现细小的等轴状晶粒;返回侧熔合过渡区塑性金属变形的梯度较前进侧缓和。随着焊接速度的增大,焊核区和晶粒尺寸逐渐变小,焊缝的抗拉强度也逐渐增大,但增大幅度逐渐变小。     

单位线能量对搅拌摩擦焊接头形貌的影响

采用铝箔作为标示材料,采用不同的焊接参数进行搅拌摩擦焊试验,并观察焊缝表面和横截面形貌。结果表明:焊缝的表面和横截面形貌与焊缝的温度场有关,在焊接压力一定下,焊核随着线能量即n/v比的增大而先增大后减小。当焊缝的线能量一定,焊核的形貌与温度场的梯度有关,焊接速度越小,温度梯度越小,参与塑性变形的金属越多,从而形成的焊核越大;而当焊接速度越快,焊缝金属与其周围的金属形成较大的温度梯度,使得焊缝周围的金属无法协同搅拌针附近的金属协同变形,同时由于受搅拌针的旋转剪切作用,导致焊缝内部组织出现疏松缺陷。     

7A52铝合金厚板搅拌摩擦焊接头性能研究

采用搅拌摩擦焊工艺对20mm厚的7A52铝合金进行了焊接,用金相显微镜、扫描电镜等分析测试手段,分析了焊接接头的组织与性能。研究表明:20mm厚的7A52铝合金,在合理的工艺参数下,接头强度可达母材的87%;焊核区发生动态再结晶,生成细小的等轴晶粒。断口分析表明,搅拌摩擦焊接头断口为明显的韧窝形貌,并用位错理论解释了微观断裂机制。     

2A14铝合金搅拌摩擦焊缝根部应力应变模拟与分析

为了研究搅拌摩擦焊缝搅拌针尖端位置的行为,采用5.7 mm与6 mm长搅拌针对6.2 mm厚2A14铝合金板材进行搅拌摩擦焊试验.当焊缝根部搅拌不充分时,接头强度衰减的同时焊根处也出现了未焊合缺陷.为进一步研究焊根位置的热力行为,采用CEL方法对搅拌摩擦焊进行数值模拟分析,通过模拟得到了焊根位置的等效塑性应变场与等效应...     

搅拌摩擦焊工艺参数对7050铝合金接头性能影响的研究

采用搅拌摩擦焊方法对7050铝合金进行焊接试验。结果表明：当旋转速度为800 r/min、焊接速度为200 mm/min,焊接接头性能最佳,其抗拉强度为455.87 MPa,达到母材强度的88.86%,伸长率为7.34%;接头中心部位是一区域宽约7 mm的高硬度区,其显微硬度为155HV左右,两侧是宽约为4 mm的低硬度区。焊缝截面形貌整体呈现倒圆锥形,包括4个清晰的区域。焊核区形成了粒度细小、形状饱满、晶界明显的等轴再结晶组织,晶粒平均直径在5μm左右：拉伸断口发生在焊缝后退侧的热影响区,为单一韧窝状,韧窝尺寸在5~10μm。     

转速对TRIP钢搅拌摩擦焊接头组织性能的影响

用搅拌摩擦焊接(friction stir welding,FSW)对相变诱发塑性(transformation-induced plasticity,TRIP)钢焊接,研究转速对TRIP钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:FSW接头焊合区(stir zone,SZ)和热机械影响区(thermo-mechanically affect zone,TMAZ)晶粒细化、残余奥氏体含量降低,有大量马氏体生成;热影响区(heat-affected zone,HAZ)晶粒粗化、残余奥氏体含量降低,无马氏体生成。相比母材,FSW接头SZ和TMAZ显微硬度提升,HAZ显微硬度下降;低转速下,FSW接头中残余奥氏体含量较高,接头的抗拉强度912 MPa,达到母材的92.9%。母材和接头断口均呈韧性断裂特征。     

搅拌摩擦焊在海军装备上的应用

概述了搅拌摩擦焊的工作原理及其特性，搅拌摩擦头材料与设计，被焊接工件的固定，模拟和模型技术的应用，以及它在船舶和两栖突击车上的应用可行性。试验结果表明，这种先进的固相焊接技术十分适合船用5000、6000和7000系铝合金与两栖突击车用2195铝合金，船体结构钢（DH-36，EH-36，未来航空母舰和水面战斗舰艇使用的HSLA-65高强度低合金钢），双体船用无磁不锈钢AL-6XN，推进器用Ni-Al铜合金等材料的连接。着重叙述了该技术的试验研究取得的成果与需要进一步探讨和解决的重大技术问题。     

轴肩压入量对2524铝合金FSSW接头组织性能的影响

对2524铝合金薄板进行搭接搅拌摩擦点焊试验,探究轴肩压入量对FSSW焊接接头组织与性能的影响。结果表明:随压入量增加,飞边增多,上板减薄严重,有效连接宽度逐渐增大,有效厚度逐渐减小;焊核区硬度随压入量增加逐渐增大;在单向拉伸试验中,接头最大剪切载荷随压入量增加,先增大后减小,压入0.6 mm时达到最大值,为4 092 N;接头存在低压入量剪切焊核断裂和高压入量撕裂上表面断裂两种模式;断口存在大量韧窝和细小弥散分布的第二相粒子,接头呈韧性断裂。     

搅拌摩擦焊材料塑性流动可视化研究现状

综述近年来国内外搅拌摩擦焊塑性流动可视化技术的研究现状,分析各种方法的基本原理及优缺点。研究现状表明:异种材料金相组织显示法可以观察到焊缝接头宏观流动,而对搅拌摩擦焊塑性流动的细节无法获取;彩泥法颜色鲜明,易于观察,但其是非晶体材料,故只能在一定程度上模拟搅拌摩擦焊的塑性流动状况;标识材料示踪法是搅拌摩擦焊材料塑性流动可视化工作的主要手段,其选用原则、焊接过程及焊后采用的可视化手段仍需进一步深入探讨;数值模拟是一种高效、低成本的研究方法,其具备再现焊接过程的能力,模拟过程的边界值、搅拌头的描述等方面需要进一步深入探讨。     

镁合金焊接的研究现状及进展

综述了近年来国内外镁合金在熔焊连接和固相连接两方面的研究现状与进展。分析了镁合金在熔焊过程中存在容易产生气孔、裂纹及焊后变形量较大等问题。采用搅拌摩擦焊连接镁合金可以避免熔焊时产生的焊接缺陷,且具有焊后变形小、残余应力小等优点。提出了镁合金焊接今后的研究方向与工作重点。     

焊速对水下搅拌摩擦焊接铝合金组织性能的影响

采用水下搅拌摩擦焊接技术(SFSW)对2024-T4铝合金板材进行连接,研究焊接速度对SFSW接头焊核区析出相形貌和显微硬度的影响。结果表明,循环水冷介质具有明显的瞬时快冷作用。SFSW接头焊核区S-Al2CuMg相在焊接热循环的作用下发生析出长大。随着焊接速度的增加,析出相的数量先增多后减少,尺寸先减小后增大。沉淀强化和细晶强化作用促使焊核区硬度随焊接速度的增加而增大。     

Effect of post weld heat treatment on tensile properties and microstructure characteristics of friction stir welded armour grade AA7075-T651 aluminium alloy

This paper reports the effects of post weld heat treatments, namely artificial ageing and solution treatment followed by artificial ageing, on microstructure and mechanical properties of 12 mm thick friction stir welded joints of precipitation hardenable high strength armour grade AA7075-T651 aluminium alloy. The tensile properties, such as yield strength, tensile strength, elongation and notch tensile strength, are evaluated and correlated with the microhardness and microstructural features. The scanning electron microscope is used to characterie the fracture surfaces. The solution treatment followed by ageing heat treatment cycle is found to be marginally beneficial in improving the tensile properties of friction stir welds of AA7075-T651 aluminium alloy.