摩擦变形量对异种金属摩擦焊组织和性能影响研究

针对摩擦变形量对异种金属的焊接质量影响情况认识不充分这一问题,开展了摩擦变形量对焊缝组织及力学性能影响规律的研究。基于微观组织、显微硬度和力学性能的对比分析,对调质态42CrMo与正火态36Mn2V管材不同摩擦变形量的连续驱动摩擦焊进行了研究,为其在工程应用提供理论依据。     

旋转速度对航空高强铝合金搅拌摩擦焊缝性能的影响

航空材料7022高强铝合金因具备密度低、比强度高等优点常被用作飞机框架零件材料。采用搅拌摩擦焊方法对7022铝合金进行焊接试验。结果表明,旋转速度是影响焊缝质量的关键因素,当旋转速度值为400 r/min时,能获得细小的等轴再结晶晶粒,焊缝力学性能达到最佳状态,焊接速度为100 mm/min时,抗拉强度σb为604.79 MPa,已超过母材的抗拉强度598 MPa,达到母材的102.5%,屈服强度σ0.2为525.21 MPa,接近母材的屈服强度530 MPa,达到母材的99.10%,平均延伸率约为3.45%,呈现出优异的力学性能。     

钻杆摩擦焊后焊缝温度对焊缝中频回火组织转变的影响

针对摩擦焊接型钻杆自动线连续流加工需要决定钻杆摩擦焊后焊缝是否应立即中频回火问题,采用了充分的焊后中频回火工艺试验参数进行制样分析。研究表明,在目前的中频回火设备条件下,摩擦焊后立即回火会导致钻杆焊缝温度过高,产生相变,直接形成珠光体、铁素体及黄块组织,微观组织决定宏观力学性能,该组织直接降低钻杆焊缝综合力学性能,易使钻杆焊缝过早发生断裂而掉钻,直接降低钻杆的使用寿命。通过对钻杆焊缝焊后各冷却温度对焊缝中频回火组织转变的影响研究,确定了生产线采用焊后缓存装置,使钻杆焊后冷却至100℃以下再自动流转至中频回火,能够很好地消除钻杆焊缝的条块状马氏体组织及过烧现象,钻杆摩擦焊缝组织性能优良,极大地保证了产品质量。     

回火对G105级耐蚀钢摩擦焊接头组织和性能的影响

利用光镜及扫描电镜对回火热处理后的耐蚀钢连续驱动摩擦焊接头进行了研究。结果表明:经回火热处理后,焊缝及热影响区的组织均为铁素体和回火索氏体。热处理后接头强度和韧性有所提高,且拉伸断裂位置均位于母材处。冲击试验表明:与焊态试件相比,回火后的摩擦焊接头韧性显著增强,接头的冲击值提高76.9%。     

焊接速度对6082Al/T2Cu异种材料搅拌摩擦焊接头成形及性能的影响

为研究焊接速度对3 mm厚6082Al/T2Cu异种材料搅拌摩擦焊接头成形及性能的影响.对焊接试样进行了不同焊接速度工艺参数的搅拌摩擦焊接实验,并对焊接接头采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计和力学实验机进行了微观组织分析和力学性能测试.结果表明,采用主轴转速1500 r/min、焊接速度100 mm/min...     

工艺参数对铝/钢旋转摩擦焊接头组织的影响

随着技术的发展和不同材料生产设备的需求,近年来以摩擦焊方法制造铝/钢复合结构已成为研究热点,而关于工艺参数对接头组织和界面断裂形式的影响需进一步研究。通过采用连续驱动摩擦焊实现不同工艺规范下1060工业纯铝与Q235低碳钢的焊接,利用SEM、EDS及XRD等手段测试分析了焊接界面金属间化合物层的形态特征及组成,并对拉伸断口形貌进行观察。结果表明,不同工艺参数下摩擦界面生成的金属间化合物层厚度相差很大,主要集中在(1/2~2/3)R区间,中心区域最小,其厚度随着摩擦时间的增大而增加,随着顶锻压力的增大而减小。同时由于界面金属间化合物的差异,使得界面不同位置拉伸断口呈现不一样的形貌,以准解理断裂和塑性断裂的综合断裂方式为主。     

航空航天用高强铝合金搅拌摩擦焊的研究现状与发展

高强铝合金具有低密度、高比强度、高比刚度及优异的耐腐蚀性能,是航空航天领域中重要的结构材料。搅拌摩擦焊作为一种固相连接技术,能够克服高强铝合金熔焊时产生的焊接裂纹和气孔等焊接缺陷,在航空航天领域已展现出良好的应用前景。总结了搅拌摩擦焊接过程中焊缝材料流动特性,以及典型高强铝合金传统搅拌摩擦焊接头的特点,包括接头显微组织、力学性能和断裂行为,综述了近年来的4种新型搅拌摩擦焊工艺的研究进展及成果。最后,对高强铝合金搅拌摩擦焊未来的发展及工程应用进行了展望。     

6082铝合金搅拌摩擦焊接头性能及腐蚀行为

成功实现3 mm厚6082铝合金搅拌摩擦焊接,探究了不同焊速对其接头力学性能的影响,并对接头的腐蚀性能展开研究。结果表明：焊速从80 mm/min增大到120 mm/min的过程中接头抗拉强度增大较快,在120 mm/min时抗拉强度最大,为200.36 MPa。晶间腐蚀实验表明接头在不同时间内均发生了晶间腐蚀,这是由于晶界处析出的第二相粒子与晶粒内部产生了电位差。随着时间的增加,腐蚀逐渐向晶粒内部扩展,最终发展成腐蚀坑。微区电化学和浸泡腐蚀实验表明热影响区的平均阻抗值最低,耐腐蚀性能最差,而焊核区表现出最佳的耐腐蚀性。     

搅拌头转速对铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织性能影响的研究

在不同搅拌头转速下对3mm厚的6063-T4铝合金进行双轴肩搅拌摩擦焊接.结果表明:当焊接速度为200mm/min时,搅拌头转速在400~700r/min的范围内,均可获得成形美观、无内部缺陷的接头;随着转速的增加,接头搅拌区范围有所降低,晶粒尺寸有所增大,沉淀相粗化更为明显;同时,热机影响区范围有所增加,晶粒变形更为剧烈,与搅拌区组织的差异更为明显;各区域硬度值均有所降低,热影响区范围也有所增大.当转速为400r/min时,接头强度达到最高为173 MPa,接头强度系数为85%,伸长率18.3%.     

挤压ZK60-Gd合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能

采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、拉伸试验仪等手段研究了镁合金ZK60-Gd搅拌摩擦焊接头的组织与性能.结果表明:ZK60-Gd镁合金的焊接参数为:焊接速度120～240mm/min,搅拌头转速900～1300r/min.热输入量过大或不足均可导致缺陷;焊接头各区域的组织均有明显特征,焊核区形成细小均匀的再结晶组织;通过焊接工艺优化,焊缝的抗拉强度可达285MPa,为母材强度的87.08%,试样断裂均发生在热影响区.     

2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头成形及力学性能

为研究不同焊接速度对2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)接头成形和力学性能的影响,在室温下对焊接接头进行冲击实验和拉伸实验,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对断口形貌和成分进行表征分析,采用光学显微镜(OM)对接头横截面进行观察。结果表明,焊接接头呈非对称形,前进侧宽度小于后退侧宽度;焊速为120mm/min时,接头冲击功最高达到18.45J,焊速为140mm/min时抗拉强度最优,为239.68MPa,延伸率为7.56%。随着焊速的增加,焊缝表面起毛倾向减小,出现隧道孔缺陷的倾向增加;接头抗拉强度与塑韧性随焊速的增加而提高,但焊速为140mm/min时,焊核区出现了隧道孔缺陷,造成接头的韧性下降;拉伸断口呈现上部韧性断裂和下部解理断裂,EDS元素分析韧性断裂部分存在第二相粒子Mg_2Si。     

插接式螺旋钻杆的摩擦焊接工艺

随着螺旋钻进技术的发展,插接式螺旋钻杆已被广泛地应用于松软煤层的钻孔施工中。本文介绍了插接式螺旋钻杆的结构特点,通过在加工中应用相位摩擦焊接技术,从而保证了钻杆连接处螺旋叶片流线的连续性,提高了钻杆的钻进效率。     

基于CEL方法连续驱动摩擦焊接过程数值模拟

利用ABAQUS有限元软件,采用耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了一个新的连续驱动摩擦焊接过程的三维热力耦合模型,分析了焊接过程接头成型、温度场分布、材料塑性变形的影响规律,通过与实验结果比较,验证了该模型的准确性.结果表明:接头宏观形貌、轴向缩短量与实验结果吻合较好,模拟温度结果与实测数据相对误差约为1.7％ ～4.8...     

大截面液压缸连续驱动摩擦焊接工艺参数的设计

采用正交试验法研究了连续驱动摩擦焊工艺参数对大截面液压缸焊接接头强度的影响,检测了焊缝附近的硬度分布。试验研究发现:在选取的焊接工艺参数范围内,对焊件拉伸强度的影响程度依次是保压时间、摩擦压力、摩擦时间和顶锻压力;最优条件为摩擦压力7.0 MPa、摩擦时间18 s、顶锻压力14.0 MPa、顶锻保压时间16 s。通过在最优条件下试验,试样抗拉强度达到811.4 MPa,弯曲角超180°而不开裂,硬度值曲线关于焊缝对称,在焊缝处达到峰值HV302,验证了试验结果与计算结果一致。     

粘结剂添加稀土对摩擦材料摩擦磨损性能的影响

研制了新型的稀土半金属汽车摩擦材料。通过基体树脂中添加稀土元素，摩擦材料的高温摩擦系数提高而且平稳，高温磨损率降低。热失重曲线证明了稀土元素的加入，提高了树脂粘结剂的热分解温度，摩擦材料的热衰退性能有所改善。SEM断面照片显示，稀土元素的加入，改善了摩擦材料中树脂与钢纤维接触界面的状况。初步探讨了稀土发生作用的可能机理。     

无机填料对制动摩擦材料摩擦磨损性能的影响

通过实验,研究了重晶石、蛭石和泡沫铁粉三种常用填料对制动摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:三种填料的含量变化对材料摩擦系数影响不大,但对磨损率有一定的影响;重晶石在高温区时(250~300℃)磨损率稳定,蛭石磨损率较低,而泡沫铁粉的磨损率相对较大。     

异种金属焊接实验机改进设计

异种金属焊接已经有很广应用,但焊接研究却很少。目前通常使用钎焊,既不能保证焊接质量且效率很低,经论证缝焊因其焊接原理最适合异种金属焊接,缝焊质量取决于焊接参数,需经试验找出其间的关系,而缝焊的主要焊接参数较多。对FN1-75型直缝焊机进行了全面改进设计,其中滚轮的设计是瓶颈,滚轮因其受力复杂,计算涉及到高次方程计算,本次设计利用Matlab软件完成了高次方程计算,并使用PLC实现了整机自动化。     

树脂-橡胶共混体系对摩擦材料性能的影响

酚醛树脂和丁腈橡胶共混是摩擦材料中最有效的增韧体系，并可提高材料的耐热性，本文研究了树脂和橡胶含量及其共混比例对材料性能的影响和作用机理，试验结果表明，采用粉末丁腈橡胶增韧改性简化了工艺，适用于摩擦材料生产；改性树脂和丁腈橡胶的含量为20%-25%，并保持2：1的共混比例时，所制得的摩擦材料具有良好摩擦性能和力学性能。