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。     

搅拌摩擦焊的原理与应用

搅拌摩擦焊是摩擦焊方法的新发展,是英国焊接研究所提出的专利技术。它可以对多种熔化焊接性差的有色金属等材料进行可靠的连接,而且连接工艺简单、并有较好的工艺适应性。现已开始应用在航空航天与交通运输等领域的结构铸造,并显示良好的工程应用前景,本文主要介绍了搅拌摩擦焊的方法,过程和特点。     

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.     

镁合金焊接技术的研究现状及应用

镁合金在航空航天、汽车、电子等领域具有广阔的应用前景,焊接技术已经成为制约其应用的技术关键.分析了镁合金焊接的主要问题,介绍了镁合金焊接的研究现状,综述了镁合金钨极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊、搅拌摩擦焊、惯性摩擦焊、激光焊、电子束焊和电阻点焊的特点,并对镁合金焊接研究及应用进行了展望.     

摩擦焊在航空领域的应用

随着民用和军用飞机性能及使用要求不断提高,航空零部件需要满足结构轻量化、高可靠性、长寿命、经济性好等要求。焊接技术作为航空工业不可或缺的材料加工技术,在航空零部件的研制与生产中,发挥着举足轻重的作用。惯性摩擦焊、搅拌摩擦焊和线性摩擦焊作为典型的摩擦焊接工艺方法,凭借优良的技术优势,在航空发动机转子组件、飞机结构件、整体叶盘等航空零部件加工制造中得到成功应用。结果表明,随着摩擦焊接技术的进步与发展,摩擦焊接技术将有效促进航空飞机减重,进一步提高航空飞机性能。     

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.     

紫铜的搅拌摩擦焊接头性能测试与组织分析

对T2紫铜的搅拌摩擦焊技术进行了实验研究,对其基本工艺、接头组织和性能等进行了初步分析.实验结果表明,用搅拌摩擦焊方法焊接6mm厚的T2紫铜板,当焊接规范合适时,可得到成形美观、内部无缺陷、几乎不变形的平板对接接头;搅拌摩擦焊接头的抗拉强度可达母材的90%;搅拌摩擦焊接头的电阻率与母材基本相同.     

超声探伤技术在摩擦焊接领域的应用

摩擦焊作为一种先进的固相连接方法,因其优异的焊接性能引起了人们的广泛关注,近年来航空航天等高新技术与装备的发展促进了这种焊接方法的不断进步。针对近年来国内外超声无损检测技术在摩擦焊领域中的研究应用作了详细分析阐述,并对未来摩擦焊领域中无损检测方法的应用进行了展望。     

国内外搅拌摩擦点焊的研究进展

搅拌摩擦点焊（FSSW）是在搅拌摩擦焊基础上发展起来的一种新型固相焊接技术,因其接头质量高、缺陷少、绿色节能等众多优点而将成为替代轻合金传统点连接技术的最佳工艺,各国焊接界也纷纷对其开展大量研究工作。本文主要介绍了目前搅拌摩擦点焊最新的焊接方法及原理,并论述了近年来国内外在搅拌摩擦点焊领域的最新研究动态。     

线性摩擦焊技术研究进展

线性摩擦焊是20世纪80年代发展起来的一种新型固相焊接方法,其焊接质量高,而且节能环保,在航空发动机整体叶盘设计与制造过程中取得巨大成功.文中总结了线性摩擦焊的原理及其工艺过程,分别从设备制造、工艺试验研究、数值模拟以及工程应用等方面,综述了国内外线性摩擦焊技术的研究进展.     

铝合金无减薄搅拌摩擦焊工艺优化及特征分析

为提高无减薄搅拌摩擦焊接头力学性能,基于响应面法对参数进行优化,建立了响应面模型,并对模型进行回归分析. 结果表明,无减薄搅拌摩擦焊是成形优良的焊接工艺,而且焊接参数对接头拉伸性能影响明显,其中主轴转速及焊接速度对其影响更为显著. 在无缺陷条件下,提高主轴转速的同时选取适中的焊接速度,以得到性能更优的焊接接头. 焊接参数为主轴转速1 000 r/min,焊接速度200 mm/min、轴肩下压量0.25 mm时,接头的抗拉强度最大为363 MPa,为母材的94.3%,断后伸长率11.2%. 而且相比于常规搅拌摩擦焊,无减薄搅拌摩擦焊在厚度方向上的性能更加均匀.     

Characterizations of friction welding joint interface for AISI 316

Because of heat amount is different from peripheral to central of friction welding interface, which is leaded to vary the characterizations along that interface. Current study, respectively, focused on the effect of different friction pressure on micro-structural and mechanical properties of that friction welding joint interface. Presently, these friction pressures are 110, 130, 150 and 170 MPa while kept all other conditions constant. The effects of different friction pressure on welding interface characterization were investigated by EDX, SEM, tensile, compression, impact and hardness tests. The tensile tests carried out on the standardized test piece with diameter 6 mm and 8 mm, thus, compression tests were extracted from the positions of 0°, 45° 90° with test specimen of 4 mm diameter and 6.5 mm length at weld center. Whereas, the impact test pieces were picked up in two positions, the first one is symmetrical, which it obtained to the respect of the rotation axis and the interface, on the other hand, the second one is non-symmetrical with the axis of rotation and symmetrical to the interface, for making the notch head coincide with the center of the welded joint, The obtained results showed that with reducing of friction pressure will present lack of bonding increasing from peripheral toward the welding center, which will responsible on reducing of the mechanical properties such as tensile, compression and impact strength.     

电模拟惯性摩擦焊接技术

为适应摩擦焊接设备的发展,降低制造成本,在对惯性摩擦焊接过程运动学方程分析基础上,结合电模拟惯量技术,开发出了电模拟惯性摩擦焊接技术及设备. 结果表明,电模拟惯性摩擦焊接过程中各参数随时间的变化规律,以及惯量大小对焊接参数的影响规律,符合惯性摩擦焊接的一般规律. 相同惯量下,电模拟惯性摩擦焊接与机械惯量惯性摩擦焊接过程转速曲线变化趋势一致. 采用电模拟惯性摩擦焊接技术,所需惯量可以设定成大于系统基本惯量,也可以设定成等于或低于系统基本惯量,还可以补偿主轴机械摩擦阻力对焊接过程参数的影响.     

搅拌摩擦在超塑性材料焊接及成形方面的应用

大量的研究结果表明搅拌摩擦焊接是保证超塑性材料焊接后仍能保持高强度和高塑性的有效焊接方法。尤其是在高应变速度、低温和较低流动应力情况，采用搅拌摩擦成形（Friction Stir Process:FSP）技术来生产超塑性材料是相对简单且有效的方法。对搅拌摩擦在超塑性材料焊接和成形方面的进展做了简要的总结，包括材料、工艺参数及其影响因素等方面。     

TA19钛合金惯性摩擦焊接工艺

采用惯性摩擦焊接工艺对TA19钛合金进行了焊接试验研究,针对不同工艺参数下的焊接接头力学性能进行了室温拉伸、高温拉伸及显微硬度等测试,并对优选工艺后焊接接头显微组织进行了分析. 结果表明,TA19钛合金具有良好的惯性摩擦焊接性,在合理焊接工艺条件下能得到高强度焊接接头;焊接接头各区域中焊缝区显微硬度最高,随着向母材区过渡,显微硬度逐渐降低;焊缝区为典型的动态再结晶组织,主要由少量沿β相晶界分布的沿晶α相+α′马氏体组成,热力影响区由变形初生α相+α′马氏体组成,热影响区微观组织与母材相近,仅有部分板条状β相及板条状次生α相发生交叉分布.     

Principles and application of RES welding technology

Friction element welding technology is rich of flow drill screws combined with friction welding technology and is developed for the hot-forming steel plate and aluminum alloy welding of car body-in-white. In this paper, the principle of RES welding technology, equipment, technical characteristics, application condition and welding parameters are analyzed systematically. Moreover, the changing laws of welding parameters and welded joint quality control standards are described, which provides the necessary technical support for safety and light-weight car body design requirements. This study has high practical application value, and enriches the automobile body joining technology.     

CuNiCrSi铜合金搅拌摩擦焊工艺参数与组织性能分析

为了探究CuNiCrSi铜合金搅拌摩擦焊工艺参数与组织性能,采用正交试验法对工艺参数进行优化,并研究了焊缝的组织性能及材料流动性. 结果表明,焊接速度是对焊接过程影响最为显著的因素,试验得到焊接最佳工艺参数组合,在最优参数组合下焊缝的抗拉强度为491.4 MPa,达到母材抗拉强度的84.7%. 当焊接速度过大时会在焊缝的前进侧出现隧道型缺陷;材料的流动可以分为四部分;前进侧材料流动情况比返回侧复杂;焊接速度过小时表面会出现毛刺;母材区粗大的粒子为铬和硅的偏聚物,而镍无偏聚均匀地分布在材料中;焊核区晶粒随着焊接速度的增加而变小. 最优参数下焊核区晶粒虽然细小均匀,但硬度却比母材区低.     

Deformation analysis of a friction stir-welded thin sheet aluminum alloy joint

The deformation characteristics of a friction stir welded thin sheet aluminum alloy joint were analyzed via numerical simulations.The simulated results were compared with the experimental results obtained for the deformation of actual welded joints.The results revealed that the deformation of the joint was described by an asymmetric distribution with a large deformation region occurring mainly in the advancing side.This asymmetric deformation was mainly caused by the direct mechanical force applied by the welding tool to the workpiece.Furthermore,the deformation characteristics of the fixed points on both sides of the weld revealed that the deformation of the retreating side fluctuated significantly during the welding process.That is,the retreating side exhibited less welding stability than the advancing side.The stress distribution of the welded joint showed that a high stress region was formed at the end of the weld.In addition,the final stress distribution of the welded joint resulted mainly from the shear stress in the x-y direction.