搅拌摩擦焊和熔化极气体保护焊6082铝合金疲劳性能分析

对10 mm厚6082-T6铝合金进行搅拌摩擦焊(FSW)和熔化极气体保护焊(MIG焊)焊接,利用疲劳性能试验机、光学显微镜、扫描电子显微镜等手段对6082铝合金FSW和MIG焊接头的疲劳力学性能、微观组织、裂纹扩展特征、疲劳断口进行了分析. 结果表明,在疲劳寿命为2×106周次时,6082铝合金母材及其FSW和MIG焊接头的名义应力分别为126.3,110.2,84.2 MPa;在高应力水平下(Δσ=160 MPa),FSW接头疲劳寿命明显大于MIG焊接头、与母材的疲劳寿命相当. MIG焊疲劳断口均位于焊趾处,焊缝内的气孔缺陷为其主要裂纹源;FSW疲劳断口大多发生在轴肩边缘. 接头的微观断口具有准解理特征,断口中存在疲劳条纹和韧窝.     

铝及铝合金焊接方法的概述与选择原则

阐述了铝及其合金的五个方面焊接性特点和相应技术难点,介绍了常见铝及其合金焊接的工艺方法、原理、特点及应用情况。为了使生产一线的技术人员了解有关高效铝及其合金的焊接技术,重点介绍MIG焊的技术特点、控制模式以及目前国内外热度关注的先进焊接工艺方法及特点。根据每种焊接工艺方法的技术难度、设备投资、质量保证、人员素质、劳动者强度、产品要求等特点,提出焊接方法的选择原则。     

5083铝合金搅拌摩擦焊与MIG焊缝腐蚀性能对比

对5083铝合金FSW（搅拌摩擦焊）和MIG（熔化极氩弧焊）焊缝的微观显微组织和腐蚀性能进行了分析.结果表明,FSW焊缝由细小的等轴再结晶组织构成,而MIG焊缝晶粒粗大,组织不均匀.电化学腐蚀试验表明,主轴旋转频率为300 r/min,焊接速度为160 mm/min,搅拌头倾角为3°的FSW焊缝与MIG焊缝相比,腐蚀电...     

搅拌摩擦焊中的扭矩分析

扭矩的测量对于理解和改进搅拌摩擦焊有很大的帮助.使用扭矩传感器测量了3.5mm厚铝合金5083-H321在不同参数下的扭矩,对扭矩曲线进行了比较,并研究了稳态平均扭矩对接头力学性能的影响.结果发现:焊接速度一定时,稳态平均扭矩随着旋转速度的增加而增加;旋转速度一定时,稳态平均扭矩随着焊接速度的增加而增加.稳态平均扭矩为12 N·m时抗拉强度和伸长率最大,分别达到母材的93.6%和67%.     

Fatigue behaviour of dissimilar friction stir welds between wrought and cast aluminium alloys

Wrought aluminium alloy, A6016-T4, was welded to cast one ADC12 by a friction stir welding technique. A6016 was set on the advancing side, while ADC12 was on the retreating side based on the pre-tensile test results. The dissimilar welds exhibited lower fatigue strengths than A6016 but higher than that of ADC12. Fatigue strengths increased when the tool was offset into ADC12, which could be explained based on the risk volume concept. When ADC12 was set on the advancing side, the fatigue strengths decreased. Microstructural observation revealed that the macroscopic structure in the stir zone drastically changed by putting ADC12 on the advancing side, and insufficient mixing of dissimilar alloys resulted in the lower fatigue strengths.     

Effect of corrosive environment on fatigue property and crack propagation behavior of Al 2024 friction stir weld

In this investigation, 2024 aluminium alloy plates were friction stir welded, a sequence of experiments was performed including fatigue and crack propagation tests in air, under pre-corrosion and in a 3.5% NaCl solution, in combination with fractography analyses of near-threshold region, Paris region and finial fracture region with the aid of scanning electron microscopy (SEM). Results showed that the corrosive environment caused a dramatical decrease in fatigue lives of FS welds, the corrosion fatigue lives of FS welds were almost a half of those of the as-welded specimens. The crack growth rates in FS welds were higher than their counterparts in base materials, under the corrosive environment, the crack growth rate differences between base materials and FS welds become increasingly apparent with the increase of stress intensity factor range ΔK, but the pre-corrosion process had little effect on the FS welds' crack propagation behavior except for shortening the crack initiation lives greatly.     

镁铝异种合金搅拌摩擦焊综述

铝镁合金搅拌摩擦焊中峰值温度超过Al12Mg17和Al3Mg2形成的共晶温度,两种金属间化合物的形成不可避免。通过将镁合金置于前进侧、搅拌针偏向镁合金,采用液氮或水下搅拌摩擦焊,加入中间层过渡金属等方法可降低搅拌摩擦焊过程中的热输入,有效减少焊核区金属间化合物的数量。采用锥形螺纹搅拌针对接、配合直径约为3.5倍板厚的内凹型轴肩可提供适当的热输入,促进材料塑性流动,增加两种材料相互交融的程度,提高接头抗拉强度;超声辅助搅拌摩擦焊技术可破坏脆性界面层进而提高接头强度。     

铝合金焊接新技术在汽车制造中的应用

详细介绍了近年来国内外出现的铝合金焊接新技术(激光焊、激光-电弧复合焊以及摩擦搅拌焊)的原理、工艺特点以及在汽车制造中的应用.     

搅拌摩擦焊AA7075-T651铝合金接头的疲劳裂纹扩展(英文)

研究12 mm厚AA7075-T651铝合金板搅拌摩擦焊接头的疲劳裂纹扩展行为。从搅拌摩擦焊接头以及母材中截取试样,对试样进行疲劳裂纹扩展实验。对搅拌摩擦焊接头以及母材的横向拉伸性能进行评估。用光学显微镜和透射电镜分析焊接接头的显微组织。用扫描电镜观察试样的断裂表面。与母材相比,焊接接头的ΔKcr降低了10×10-3 MPa·m1/2。搅拌摩擦焊AA7075-T651接头的疲劳寿命明显低于母材的,其原因可归结于焊缝区的析出相在搅拌摩擦焊接过程中的溶解。     

L6-LY12异种材料搅拌摩擦焊接技术

通过SN比试验设计和方差分析研究了L6-LY12异种材料搅拌摩擦焊接工艺参数对焊接接头成形及力学性能的影响。参数显著性顺序为：焊接压力、焊接速度、搅拌头旋转转速。试验表明，对于5mm厚L6-LYl2板材，搅拌摩擦焊接工艺参数范围是：焊接压力2000～3000N；焊接速度37．5～60mm／min；搅拌头旋转速度950～1500r／min。优化的最佳工艺参数为2500N、37．5mm／min、950r／min。获取了等强或超强的搅拌摩擦焊接头。     

铝合金搅拌摩擦焊温度场检测

通过对铝合金搅拌摩擦焊过程中各特征点温度的系统检测,得出了铝合金搅拌摩擦焊过程中温度场变化的基本规律.焊接过程中材料旋入侧温度高于材料旋出侧温度,上层温度高于下层温度,焊缝中心的温度最高,焊接结束时被焊材料末端的温度较焊接稳定区有所升高.     

铝合金搅拌摩擦焊接参数对温度场的影响

检测搅拌摩擦焊过程中铝合金薄板上各特征点在不同焊接参数下的温度变化规律，研究搅拌摩擦焊接参数对焊接过程温度场的影响。试验结果表明，在搅拌头旋转速度一定时，各特征点的温度峰值随焊接速度的增加而降低；在焊接速度一定时，特征点的温度峰值随搅拌头旋转速度的增加而升高。     

6082铝合金搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为

通过室温静态挂片试验以及动电位极化曲线测试,在室温0．2mol／LNaHSO3＋0．6mol／L NaCl溶液中,对6082铝合金搅拌摩擦焊（FSW）焊缝以及6082铝合金母材的电化学腐蚀行为进行了研究。结果表明,主轴转速为1200r／min,焊接速度为200mm／min,搅拌头倾角为3°时的焊缝与母材相比,平均腐蚀速率较小,腐蚀电位Ecorr正向移动,腐蚀电流密度J变小。同时使用扫描电子显微镜（SEM）对室温静态挂片试验试样的表面形貌进行了观察,发现焊缝表面上只出现少量较浅的点蚀坑,而母材表面的点蚀现象较为严重。     

Friction stir welding of aluminium casting alloys

The results of testing friction stir welding quality in relation to EN AC-43200 (AK9) and EN AC-45000 (AK64) aluminium casting alloys are presented. The test joints were made with the use of a welding machine constructed on the basis of numerically controlled milling machines. The assessment of the joint quality was made based on visual inspection, mechanical testing, weldment structure analysis and hardness tests. The purpose of the investigation was to discover the possibility of friction stir welding of casting alloys and the influence of welding conditions on joint properties and structure. The test results show good weldability of aluminium casting alloys by the FSW method. Sound welds can be obtained in a relatively wide range of welding parameters while the weld strength is satisfactory. In order to obtain the highest quality joints, the workpieces must be pressed onto the other, while the welding process cannot run with excessively high speed. The best mechanical properties of the joints were achieved when the friction process was conducted at a rotational speed of the mixing tool of 900 rpm.     

铝合金搅拌摩擦焊的研究现状与展望

在介绍搅拌摩擦焊技术的基本原理及影响因素的基础上,综述了铝合金搅拌摩擦焊在接头金属塑性流动、显微组织以及性能等方面的国内外研究现状.研究现状表明,搅拌头形状和工艺参数对接头组织和性能具有重要影响,在合适的工艺参数下可获得综合性能良好的铝合金搅拌摩擦焊接头,并取得了一定规模的应用.此外,指出了搅拌摩擦焊技术的不足和接头性...     

A7N01铝合金焊接接头的补焊性能分析

以高速列车用A7N01铝合金原始焊接接头和一次补焊接头为研究对象,通过残余应力测试、拉伸试验、硬度试验、金相分析以及断裂韧度测试等手段对补焊前后焊接接头力学性能进行了研究,基于断裂力学理论对补焊前后焊接接头进行了力学性能测试和显微组织分析,依据试验结果对补焊前后构件临界失稳断裂长度进行计算,由金相分析结果假定补焊前后初始裂纹长度,利用Paris公式对含有初始缺陷的补焊前后焊接接头进行疲劳剩余寿命计算,计算结果说明尽管补焊工艺一定程度造成了材料性能损失,在存在裂纹的情况下依然是一种有效的提高构件承载能力的方法.     

超声表面机械研磨处理对6061铝合金FSW接头疲劳行为的影响

利用超声表面机械研磨处理(USMGT)方法对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头进行了表面晶粒细化处理,采用光学显微镜、显微硬度仪、扫描电镜等测试手段,对接头组织、力学性能及疲劳性能进行了分析。结果表明,USMGT处理后焊接接头表面形成了包含大量细化晶粒的梯度细晶层,表面细晶层的形成使接头表面硬度得到提高;接头的宏观断裂位置在热机影响区(TMAZ)和热影响区(HAZ)之间,滚压处理强化试样表层,FSW接头内部TMAZ和HAZ之间出现的软化现象无法消除,相比其他区域,该部分依然是疲劳薄弱区,承受载荷时微观裂纹源萌生位置由表面向内部迁移;滚压处理会使表层引入残余压应力,从而使得接头的疲劳性能得到提高,当应力幅值为150 MPa时,USMGT后的接头疲劳寿命达到未处理的3．5倍。     

铝合金超声搅拌复合焊接

铝合金的搅拌摩擦焊（FSW）通常在焊接区形成上高下低”浅漏斗状”的温度场,使焊缝厚度方向的组织性能差异较大．为了得到更好的焊接效果,文中提出超声搅拌复合焊思想,将超声波通过搅拌头导入焊缝纵深处,以改善焊缝组织性能．试验采用2．5mm厚的2219铝合金分别用上述两种方法进行焊接,并对焊缝的微观组织和力学性能进行了分析比较...     

A6N01-T5合金FSW和MIG焊接头疲劳裂纹扩展行为的对比

研究了6N01-T5铝合金搅拌摩擦焊(FSW)和氩弧焊(MIG)接头不同部位的疲劳裂纹扩展性能, 并对疲劳断口和接头组织进行了分析. 结果表明,对于FSW和MIG焊接头, 其裂纹扩展速率从高到低的部位依次为焊缝(核)区、热影响区和母材. 裂纹在FSW和MIG焊接头相同区域的扩展速率无明显差别, 然而裂纹在FSW接头细晶组织中开始扩展所需的门槛值ΔK要比对应的MIG焊接头高, 总体上其裂纹在FSW焊核区的抗疲劳裂纹扩展性能要优于对应的MIG焊缝区. 裂纹在FSW和MIG焊接头焊核(缝)区扩展的疲劳断口表现为脆性断裂, 而在热影响区则以规则和光滑的疲劳条纹形式扩展.     

塑流摩擦焊技术

在介绍塑流磨擦焊接方法和原理基础上,对塑流摩擦焊接工具进行了选型和优化,并且对该焊接技术针对不同铝合金材料的焊接性和不同零件结构的适应性进行了分析,同时对于这种焊接技术在飞机等薄壁结构零件中的应用进行了探讨.结果表明,塑流磨擦焊技术可以利用材料的局部磨擦产生的塑性流变在一定厚度范围内实现材料的可靠的固相连接,可以在类似于飞机薄壁结构的点焊、对接和搭接中得到应用,还可以应用于搅拌磨擦焊表面缺陷的修补、匙孔填充、以及材料表而改性处理等.