金属的焊接性

20095045厚板AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊接接头的组织与性能／杨素嫒…／／焊接学报．-2009,30（5）：1～4 对10mm厚板A231镁合金成功进行了搅拌摩擦焊接,获得成形良好、表面光滑、元裂纹、无气孔的焊接接头。研究该搅拌摩擦焊接头不同区域的显微组织特征,并通过拉伸、冲击和硬度试验分析了焊接接头的力学性能。结果表明,焊缝中心区是均匀细小的等轴晶粒,热力影响区晶粒大小不均匀,     

金属的焊接性

20095045厚板AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊接接头的组织与性能／杨素嫒…／／焊接学报．-2009,30（5）：1～4 对10mm厚板A231镁合金成功进行了搅拌摩擦焊接,获得成形良好、表面光滑、元裂纹、无气孔的焊接接头。研究该搅拌摩擦焊接头不同区域的显微组织特征,并通过拉伸、冲击和硬度试验分析了焊接接头的力学性能。结果表明,焊缝中心区是均匀细小的等轴晶粒,热力影响区晶粒大小不均匀,     

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能

对我国航天工业中常用的6.6 mm厚的AZ31B镁合金进行了搅拌摩擦焊试验,获得了型面良好、表面质量光滑、检测无缺陷的焊接接头。对比分析了镁合金在不同工艺参数下的焊接接头拉伸、硬度以及断裂等力学性能;同时,研究了AZ31B镁合金搅拌摩擦焊在不同区域的显微组织结构。结果表明,焊接接头抗拉强度达到250 MPa,为母材的89.3%,焊接接头硬度大于母材硬度,接头断裂位置位于前进边热力影响区附近;焊核区晶粒大小均匀,热力影响区晶粒大小不一,存在焊核区塑性流动和搅拌头的转动双重作用结构,从而论证了航天AZ31B镁合金搅拌摩擦焊的可行性。     

镁合金AZ31搅拌摩擦焊接头的微观组织

采用搅拌摩擦焊接法焊接了镁合金AZ31, 研究了焊接参数对焊接接头微观组织和显微硬度的影响. 结果表明 焊接接头成形良好, 焊缝没有气孔、裂纹和夹渣, 焊缝区的显微硬度比母材稍有降低, 但降低幅度不大.     

AZ31B镁合金水环境搅拌摩擦焊接研究

对比研究了AZ31B镁合金空气环境搅拌摩擦焊接(Friction Stir Welding,FSW)和水环境搅拌摩擦焊接(Submerged Friction Stir Welding,SFSW)接头的微观组织与力学性能。结果表明:SFSW接头焊核区为细小等轴状再结晶晶粒。随着焊接速度的增大,焊核区晶粒尺寸增大,显微硬度值降低。FSW接头表层处的显微组织比中心处粗大,且分布不均匀;而SFSW接头表层处的显微组织比中心处明显细小。FSW接头的表层硬度值低于中心处的硬度;而SFSW接头的表层硬度值高于中心处的硬度。当旋转速度为950r·min-1、焊接速度为75mm·min-1时,SFSW接头的抗拉强度值达到最大,为母材强度的72%,拉伸断口表现为解理断裂特征。     

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。     

AZ91D薄板搅拌摩擦焊

实现了厚度为2.2 mm铸造镁合金AZ91D薄板的搅拌摩擦焊和钨极氩弧焊,分析了搅拌摩擦焊工艺参数对焊接接头成形的影响和接头组织变化,考察了搅拌摩擦焊接头的力学性能.在搅拌头旋转速度为1 380 r/min时得到了比较理想的焊接接头,而1 960 r/min的转速过大.接头不同区域所受的机械力和热量不同,显微组织明显不同.搅拌区晶粒细小,显微硬度和强度都有所提高.搅拌摩擦焊接头力学性能与热输入有关;与氩弧焊接头相比,搅拌摩擦焊接接头的性能更好.     

ZK60/AZ31异种镁合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能研究

研究了ZK60/AZ31异种镁合金搅拌摩擦焊接头的显微组织、微区织构、显微硬度和力学性能。结果表明,ZK60合金侧和AZ31合金侧焊缝区的晶粒尺寸都相对母材更加细小,且ZK60合金侧热影响区、冠状区和搅拌区的平均晶粒尺寸都要小于AZ31合金侧相应区域;ZK60/AZ31镁合金焊接接头的屈服强度在AZ31合金母材和ZK60合金母材之间,而断后伸长率远小于两种合金母材;ZK60合金侧搅拌区边部、搅拌区中心和AZ31合金侧搅拌区边部的孪晶体积分数分别为7.7%、2.8%和32.3%;ZK60/AZ31镁合金焊接接头的断裂位于后退侧AZ31合金侧过渡区与搅拌区界面处。     

搅拌头形貌对AZ31镁合金板材FSW接头力学性能的影响

采用不同形貌的搅拌头对6.2 mm厚AZ31镁合金板材进行搅拌摩擦焊接试验,研究了搅拌头形貌对接头力学性能的影响。结果表明,旋转速度为1500 r/min,焊接速度为80 mm/min时,使用T1双圆环搅拌头得到的接头力学性能最好,焊缝在材料厚度方向上的尺寸变化呈均匀过渡趋势,焊缝表面比较美观。接头的硬度基本上与母材相当,只有热影响区硬度略有下降。     

镁合金厚板载流搅拌摩擦焊接头的组织与力学性能

采用载流搅拌摩擦焊方法进行20 mm厚AZ31B镁合金厚板的单面单道次对接焊实验,并测试和分析接头内部缺陷、金相组织、物相组成和力学性能。结果表明:该方法可以使镁合金厚板获得较佳质量的焊接接头;接头焊核区由α-Mg相组成且晶粒显著细化;接头系数达94.5%,接头正弯强度、背弯强度和冲击吸收功分别达到母材的122.5%、103.8%、168%;接头硬度最低值位于前进侧热影响区。     

新型9Cr-1Mo钢搅拌摩擦焊接头组织及性能

采用钨铼合金搅拌工具对新型9Cr-1Mo钢进行搅拌摩擦焊工艺试验,探讨焊缝成形、组织及性能变化规律. 结果表明,在300和400 r/min的转速,50 mm/min的焊接速度下可获得无缺陷接头;焊缝主要由搅拌区和热力影响区组成,具有明显的马氏体淬硬组织特征;高温热影响区为淬硬马氏体和回火马氏体混合组织,低温热影响区为过回火马氏体组织. 焊缝区具有晶粒细化特征,其晶粒尺寸约为母材69.2%. 焊缝区产生明显硬化,最高硬度约为母材硬度值的2.0倍. 焊接接头抗拉强度达到母材98%以上,搅拌区和热影响区冲击吸收能量分别达到母材的77.8%和87.4%,表明搅拌摩擦焊接头仍具有较好强韧匹配.     

搅拌摩擦焊及氩弧焊接头的组织形貌

对1060铝合金进行了搅拌摩擦焊和氩孤焊,对比分析了2种工艺方法对铝合金焊接接头组织演变行为的影响,结果表明：双面氩弧焊接头组织表现出明显的铸态组织,并且靠近熔池的柱状晶沿母材向对接中心线显著增大,所产生的内应力增加了晶界开裂的倾向;搅拌摩擦焊接头比氩弧焊接头具有更为细小的晶粒和狭窄的焊接热影响区。焊核区由于动态再结晶具有细小的等轴晶粒,旁边存在一个特殊的组织形貌——热机影响区域。     

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.     

Tensile and Impact Toughness Properties of Gas Tungsten Arc Welded and Friction Stir Welded Interstitial Free Steel Joints

Welded regions of interstitial free (IF) steel grades in the vicinity of weld center exhibits larger grains because of the prevailing thermal conditions during weld metal solidification. This often causes inferior weld mechanical properties. In the present study, tensile properties, charpy impact toughness, microhardness, microstructure, lowest hardness distribution profile, and fracture surface morphology of the gas tungsten arc welded (GTAW) and friction stir welded joints were evaluated, and the results are compared. From this investigation, it is found that friction stir welded joint of IF steel showed superior tensile and impact properties compared with GTAW joint, and this is mainly due to the formation of very fine, equiaxed microstructure in the weld zone.     

轴肩尺寸对异种铝合金材料搅拌摩擦焊接头显微组织的影响规律

对5083铝/6082铝异种材料搅拌摩擦焊（friction stir welding,FSW）进行研究,重点分析轴肩直径对横截面形貌、显微组织与显微硬度的影响规律.结果表明,FSW接头焊核区由致密细小的等轴晶组成;增加轴肩直径可增加焊核区沿垂直焊缝方向的宽度以及增大焊核区、热影响区与热力影响区的晶粒尺寸.与后退侧的6082铝合金不同,前进侧5083铝合金的热力影响区发生了动态再结晶.显微硬度呈W形分布,最小值出现在热影响区.显微硬度的测试结果与焊核区的横截面形貌结果吻合.     

搅拌摩擦焊缝中的洋葱环形成分析

研究了搅拌摩擦焊焊接铜合金、铝合金时接头中出现的洋葱环结构,分析其形成及影响因素。结果表明:洋葱环的实质是搅拌针旋转前进时其带动的软化层与上一软化层塑性金属间相对移动摩擦叠加后产生的一种轨迹;由于搅拌针区域摩擦热输入不足,层间新生成的晶核呈弥散分布,层间与层内晶粒形状不同,从宏观上看,接头纵剖面上形成了结构重叠的半圆环结构,而从横剖面上就形成了独特的“洋葱环”结构;焊缝中心纵剖面上出现环间距大小与搅拌针旋转一周向前移动的距离基本相等。     

搅拌摩擦焊与手工电弧焊接头电化学腐蚀性能研究

通过测定H65铜合金搅拌摩擦焊接头和手工电弧焊接头在3.5%NaCl溶液中的开路电位和极化曲线,研究其电化学腐蚀性能。结果表明,搅拌摩擦焊接头的抗腐蚀性能优于手工电弧焊接头。搅拌摩擦焊接头微观组织的细化、均匀化和致密化降低了晶界和晶粒在电化学上的不均匀性。手工电弧焊接头脱锌层和基体界面处产生的拉应力对抗腐蚀性能有较大影响。     

轴向力对搅拌摩擦焊接AZ61A镁合金拉伸性能的影响(英文)

研究轴向力对搅拌摩擦焊接AZ61A镁合金拉伸性能的影响。在3～7kN范围内选择5个不同大小的轴向力制备接头。测试接头的拉伸性能,并研究其与搅拌区显微组织和硬度的相关性。结果表明,与其他轴向力下的接头相比,轴向力为5kN时制备的接头具有最好的拉伸性能。搅拌区生成的细晶组织和高硬度是获得高拉伸强度的主要原因。     

超声振动对6061-T4铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

利用自主研制的试验装置,通过工具头将超声振动能量施加在搅拌头前方的待焊工件上,研究了超声振动能量对减少焊接缺陷、改善搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响.对6 mm厚度6061-T4铝合金板进行了超声振动强化搅拌摩擦焊工艺试验,并与相同工艺条件下的常规搅拌摩擦焊进行了对比.结果表明,超声振动能够减小焊速/转速比较大时的焊缝内部隧道型缺陷,增大材料对接混合区宽度和焊核区体积,细化焊核区和热力影响区微观组织,提高接头抗拉强度和焊核区显微硬度.     

Microstructure and Strain Hardening of a Friction Stir Welded High-Strength Al–Zn–Mg Alloy

Microstructural evolution and strain hardening behavior of a friction stir welded（FSWed） high-strength7075Al-T651 alloy were evaluated.The nugget zone was observed to consist of fine and equiaxed recrystallized grains with a low dislocation density and free of original precipitates,but containing uniformly distributed dispersoids.The strength,joint efficiency,and ductility of the FSWed joints increased with increasing welding speed.A joint efficiency of ＊91% was achieved at a welding speed of 400 mm/min and rotational rate of 800 r/min,while the ductility remained basically the same as that of the base metal.There was no obvious strain rate sensitivity observed in both base metal and welded joints.While both the base metal and FSWed joints exhibited stage III and IV hardening characteristics,the hardening capacity,strain hardening exponent,and strain hardening rate all increased after friction stir welding.