铝合金T形接头搅拌摩擦焊研究进展

铝合金广泛应用于航空航天、汽车、船舶以及化学工业等领域中,T形接头作为铝合金薄板结构组装中的重要连接形式,对其焊接质量的要求也逐渐提高。采用传统熔焊的方式焊接铝合金T形接头时会导致应力集中、焊后残余变形大、多孔性等一系列问题。传统的搅拌摩擦焊具有产热少、焊前不用开坡口、焊后残余变形小等优势,很好的解决了这一技术难点。但是,传统的搅拌摩擦焊在焊后会产生大量的飞边以及弧纹缺陷。静止轴肩搅拌摩擦焊技术作为一种新型的搅拌摩擦焊技术,在铝合金T形接头焊接中具有很大的优势。文中综述了铝合金T形接头焊接特点、传统搅拌摩擦焊以及静止轴肩搅拌摩擦焊在T形接头中的研究进展,并对搅拌摩擦焊技术在T形接头的应用前景进行了展望。     

铝合金搅拌摩擦焊接缺陷的研究进展

搅拌摩擦焊接技术是一种利用高速旋转的搅拌探头与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部塑化的新型固相连接工艺.为提高铝合金搅拌摩擦焊接接头质量,对工艺参数的波动、装配和表面状态等原因产生的铝合金搅拌摩擦焊接特有的缺陷(包括缺陷的种类、特征及形成原因)进行分析.总结了缺陷对接头拉伸、疲劳性能的影响以及焊接缺陷的检测和修补方法.对改善铝合金搅拌摩擦焊接接头性能和提高焊接生产效率具有重要的理论意义和实际参考价值.     

高强铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀防护研究进展

搅拌摩擦焊被广泛应用于航空航天等重要工业领域的高强铝合金结构件的连接,由于高强铝合金接头的抗腐蚀性能较差,限制了其进一步的应用,实际应用中必须对接头进行腐蚀防护。文中详细综述了目前高强铝合金搅拌摩擦焊接头的四种腐蚀防护方法:降低热量输入、焊后热处理、表面改性和喷涂涂层,指出了高强铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀防护今后的研究方向。     

国内搅拌摩擦焊技术在输变电领域的应用现状及发展前景

介绍了电力系统输变电领域常用的铝合金材料及其焊接结构件,输变电侧焊接结构常采用耐腐蚀性能较好的5系Al-Mg铝合金及导电性能较好的6系Al-Mg-Si铝合金。重点分析了搅拌摩擦焊技术在铝合金水冷板散热器、气体绝缘输电线路(GIL)、气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)、通电导体等焊接结构件的应用现状,并对搅拌摩擦焊技术在电力行业的应用进行了展望。指出了搅拌摩擦焊技术在电力行业应用中展现出巨大的潜力,但是目前的应用仍处于初级阶段,需要综合考虑设备电特性,以及对搅拌摩擦焊的工艺性能及接头性能进行更加细致的研究。     

高效、固相焊接新技术--搅拌摩擦焊

在介绍搅拌摩擦焊（FSW）技术特点的基础上,对发达国家在搅拌摩擦焊接技术的工业化应用进行了综述,并且对中国搅拌摩擦焊中心在镁合金、铜合金、钛合金、塑料等材料的搅拌摩擦焊工艺研究、复杂铝合金构件开发以及搅拌摩擦焊设备制造等方面进行了较全面的介绍.搅拌摩擦焊接技术是一项高效、固相焊接新技术,在铝合金结构焊接方面具有广阔的应用前景.     

搅拌摩擦焊焊接技术在医疗设备生产中的应用

采用搅拌摩擦焊焊接方法,对5083-O铝合金厚板进行了焊接工艺试验,分析了焊接接头的力学性能和无损检测的检验结果,验证了所选用的焊接工艺参数用于实际生产的可行性,并简单叙述了采用搅拌摩擦焊焊接工艺在医疗设备铝合金部件焊接生产中遇到的主要质量问题。     

上海航天设备制造总厂代表中国参加ISO搅拌摩擦焊系列标准修订并承办工作组会议

<正>2017年6月29~30日,ISO 25239《铝及铝合金搅拌摩擦焊》系列标准修订会议在上海召开,上海航天设备制造总厂特种焊接工艺研究室主任赵慧慧博士代表中国参加了这次会议。这次会议由国际焊接学会摩擦焊委员会(IIW-C-III-B)主办,上海航天设备制造总厂承办。在国外,铝合金搅拌摩擦焊已实现大规模、大范围的实际生产应用,ISO 25239系列标准于2011年颁     

7085-T7452高强锻造铝合金搅拌摩擦焊组织及性能分析

7085铝合金是一种高强、高淬透性锻造铝合金,在航天航空领域具有广泛的应用前景,因此本文对7085-T7452高强铝合金搅拌摩擦焊接头的力学性能、硬度分布、冲击韧性及显微组织等进行了详细的分析。结果表明,7085-T7452高强铝合金具有较好的搅拌摩擦焊工艺性能,其接头强度达到了母材的85%以上。由于搅拌头对焊核区强烈而均匀地搅拌,使焊核区组织为细小的等轴晶粒,而热影响区组织发生粗化,晶粒粗大,热影响区的硬度比母材和焊核区均低,因此热影响区是焊接接头中最薄弱的环节;搅拌摩擦焊改善了焊接接头的冲击韧性,焊核区和热影响区的冲击韧性比母材好。     

2024铝合金搅拌摩擦焊初始温度场数值模拟与分析

搅拌摩擦焊下压过程中温度场的建立对工件的焊接质量有重要的影响。在搅拌摩擦焊接过程中,搅拌工具与焊接工件的摩擦接触关系及焊接工艺参数的选取,决定了焊接过程中工件的温度场分布。基于修正的库仑摩擦定律,建立了火箭燃料贮箱所用3 mm厚2024铝合金材料搅拌摩擦焊接下压过程的热量输入模型,通过有限元分析得到了整个过程中的温度场分布。分析结果表明,该模型的下压阶段温度场计算精度较高。模型的计算结果对指导铝合金焊接初始下压过程中转速、下压速度及顶锻力的大小等焊接工艺参数的选取具有重要意义。     

搅拌摩擦焊接头设计

一般认为,搅拌摩擦焊是铝合金长、直焊缝(平板对接和搭接)的理想焊接方法。实际上,由于搅拌摩擦焊过程不存在被焊接材料的熔化,焊缝成形和质量不会受到焊缝或工件位置改变的影响,依靠设备来保证,搅拌摩擦焊具有相当的柔性,可以实现1-D、2-D、3-D结构的焊接。工业生产中,搅拌摩擦焊不仅可以焊接筒形零件的环缝和纵缝,而且考虑搅拌摩擦焊不受重力影响,所以可以实现全位置空间焊接,如水平焊、垂直焊、仰焊以及任意位置和角度的轨道焊。(未完待续)图1示出了多种典型的搅拌摩擦焊接头形式,目前在实际工业制造中搅拌摩擦焊全部实现了图1所示的多种接头的焊接,如多层对接、多层搭接、T形接头、V形接头、角接等。经过不断的开发研究,针对高速船舶、列车等大量使用的工业型材和结构零件,如图2所示,技术人员设计了多种方式的铝合金挤压型材的搅拌摩擦焊接头,针对搅拌摩擦焊过程中,没有焊丝填充,没有焊缝余高,对于结构强度要求较高的型材,可以在型材焊缝处预留焊接余高的方法解决。搅拌摩擦焊接头设计$北京赛福斯特技术有限公司     

Initial temperature field’s simulation and analysis of 2024 aluminum alloy piate's friction stirring welding

搅拌摩擦焊下压过程中温度场的建立对工件的焊接质量有重要的影响.在搅拌摩擦焊接过程中,搅拌工具与焊接工件的摩擦接触关系及焊接工艺参数的选取,决定了焊接过程中工件的温度场分布.基于修正的库仑摩擦定律,建立了火箭燃料贮箱所用3mm厚2024铝合金材料搅拌摩擦焊接下压过程的热量输入模型,通过有限元分析得到了整个过程中的温度场分布.分析结果表明,该模型的下压阶段温度场计算精度较高.模型的计算结果对指导铝合金焊接初始下压过程中转速、下压速度及项锻力的大小等焊接工艺参数的选取具有重要意义.     

铝合金薄带材对接搅拌摩擦焊接工艺研究

在实际生产中无法实现铝合金薄带材的对接连接。利用搅拌摩擦焊对厚度为0.7、0.5、0.4 mm铝合金薄带材进行试验,改变参数对搅拌摩擦焊工艺进行优化。针对焊接时铝合金薄带材受力易变形的问题,测量焊接时铝合金薄带材的受力大小,确定焊接薄带材的厚度极限和最佳工艺参数。研究表明:用搅拌摩擦焊可以实现铝合金薄带材对接方式的连接。通过拉伸试验其力学性能满足工业生产的需求,断裂发生在热影响区,焊缝接头强度较高。     

铝合金搅拌摩擦焊接头织构研究进展

在铝合金搅拌摩擦焊(FSW)过程中,焊接接头中存在着织构的演变过程,这对焊接时材料的塑性变形与流动行为、接头性能和接头残余应力的检测均产生重要影响。综述了铝合金板中的织构及其在FSW中的演变过程,概括介绍同种铝合金、异种铝合金以及铝合金与其他材料异种搅拌摩擦焊接接头织构的国内外研究现状;指出铝合金搅拌摩擦焊接接头织构研究存在的不足,并展望铝合金搅拌摩擦焊接头织构研究的发展方向。     

摩擦搅拌针插入深度对双面搅拌摩擦焊AA6061-T913铝合金焊接接头的影响（英文）

铝合金搅拌摩擦焊已应用于多个工业领域。搅拌摩擦焊的焊接接头须具有优异的弹塑性及与基体金属相似的变形性能。在本研究中,将双面搅拌摩擦焊与传统的单面板进行对比。采用具有不同搅拌针长度(搅拌针长度为合金板厚度的50%~95%)的可调节工具对合金板材进行双面搅拌摩擦焊。研究焊接接头的宏观、微观形貌,强度和硬度以确定搅拌针的最佳插入深度。结果表明,当搅拌针长度为合金板厚度的65%时,双面搅拌摩擦焊焊接接头的极限抗拉强度比单面搅拌摩擦焊接接头的极限抗拉强度提高了41%。     

铝锂合金搅拌摩擦焊接技术的研究现状及其发展方向

铝锂合金是一种密度低、比强度高、抗腐蚀性好的新型铝合金,是用于航空航天领域实现轻量化的理想材料。搅拌摩擦焊技术作为一项新型固相连接技术,能有效克服熔化焊接中出现的气孔、热裂纹等缺陷,在铝锂合金焊接领域具有广阔的应用前景。从铝锂合金搅拌摩擦焊焊接工艺、焊接接头组织性能等多个方面对铝锂合金搅拌摩擦焊进行综述,总结国内外研究现状,并展望铝锂合金搅拌摩擦焊接技术未来发展。     

搅拌摩擦焊及其研究现状

搅拌摩擦焊是20世纪90年代初发明的一种固相连接技术，可以焊接通常 熔焊方法难以焊接的铝合金、钛合金等，并且具有一系列独特的优点，介绍了搅拌摩擦焊的工艺过程，分析了搅拌摩擦焊的特点、焊缝组织和性能以及影响搅拌摩擦焊的因素，综述了搅拌摩擦焊的国内外研究现状。     

铝合金搅拌摩擦焊电主轴冷却系统的设计与仿真

铝合金搅拌摩擦焊电主轴作为铝合金搅拌摩擦焊机床的核心部件,其热态稳定性影响着机床的高质量的焊接。为有效预测并控制铝合金搅拌摩擦焊电主轴运转过程中的热态性能及其对铝合金搅拌摩擦焊主轴焊接质量的影响,建立铝合金搅拌摩擦焊电主轴水路的热态分析有限元模型,分析热稳定状态下铝合金搅拌摩擦焊电主轴水路的温度场分布以及冷却系统对铝合金搅拌摩擦焊电主轴温升的影响,分析结果表明,提高铝合金搅拌摩擦焊电主轴现有冷却系统的冷却效率可有效控制主轴电机和内置轴承的温升;同时,仿真分析冷却水路对铝合金搅拌摩擦焊电主轴温升的影响,揭示铝合金搅拌摩擦焊电主轴温度场分布的非线性特征。进行合理的轴承配置、选择合适冷却水道尺寸以及增加冷却水流量均可有效改善电主轴热态性能。     

铝合金搅拌摩擦焊的研究现状

铝合金具有比强度高、塑性好,良好的耐蚀性和成形加工性等优点,被广泛应用于航空航天、船舶、轨道交通、汽车、兵器工业等领域。在铝合金构件的成型过程中,材料的连接是重要的加工环节。采用传统焊接工艺易形成气孔和发生变形,影响铝合金构件的服役安全。摩擦搅拌焊技术可以实现铝合金的有效、可靠连接,获得的接头平整、残余应力低、力学性能优良,构件变形小。本文综述了铝合金同种及异种材料的摩擦搅拌焊研究现状。     

铝合金搅拌摩擦焊接技术的现状与展望

搅拌摩擦焊作为一种新型固相连接技术,具有优质、高效、节能、环境友好等优点,近年来在铝合金的焊接领域得到了成功的应用。综述了目前可实现铝合金搅拌摩擦焊接的主要结构形式,分析了各结构的工艺特征、微观组织、焊接缺陷以及力学性能等。研究现状表明,通过焊接工艺参数的优化,可以获得高质量的具有对接属性(对接、环焊缝等)的焊接接头,然而在具有搭接属性结构的焊接(搭接、对-搭结构、角接及T型结构等)中,很难消除接头中由于搭接面的存在而引起的钩状缺陷和冷搭接缺陷等,因此仍有待于进一步的深入研究。此外,对未来铝合金搅拌摩擦焊的研究方向进行了展望。     

强冷介质作用下的铝合金搅拌摩擦焊焊接特征

在铝合金的搅拌摩擦焊过程中,强冷介质的引入能够降低焊接热循环对接头的不利影响,从而显著改善了接头的微观组织和力学性能。文中从微观组织、力学性能和焊接温度场等三方面综述了强冷介质对铝合金搅拌摩擦焊焊接特征的影响。