搅拌摩擦焊焊缝缺陷的超声相控阵检测技术

采用超声相控阵技术对不同厚度铝合金搅拌摩擦焊焊缝的缺陷进行了探测,通过改变相控阵的扫描角度、聚焦深度、焦点尺寸等参数对焊缝内部缺陷进行了准确定量和图像再现,并对缺陷信号标记部位进行了解剖、观察了缺陷的宏观形貌.结果表明,探头检测灵敏度高,易于快速分辨焊缝内部缺陷,结合不同的扫查方式直观给出缺陷三向视图,可准确定位缺陷的位置、尺寸、分布;缺陷形状直接影响回波的形状和峰值,小孔洞为单一尖锐波峰,峰值高大;包铝层和疏松由多簇波峰构成,S显示疏松亮点比包铝层密集且分布面较大.     

搅拌摩擦焊焊缝缺陷的超声相控阵检测技术

采用超声相控阵技术对不同厚度铝合金搅拌摩擦焊焊缝的缺陷进行了探测,通过改变相控阵的扫描角度、聚焦深度、焦点尺寸等参数对焊缝内部缺陷进行了准确定量和图像再现,并对缺陷信号标记部位进行了解剖、观察了缺陷的宏观形貌.结果表明,探头检测灵敏度高,易于快速分辨焊缝内部缺陷,结合不同的扫查方式直观给出缺陷三向视图,可准确定位缺陷的位置、尺寸、分布;缺陷形状直接影响回波的形状和峰值,小孔洞为单一尖锐波峰,峰值高大;包铝层和疏松由多簇波峰构成,S显示疏松亮点比包铝层密集且分布面较大.     

搅拌摩擦焊焊缝缺陷的超声检测静态波形研究

以铝合金搅拌摩擦焊的包铝、隧道型孔洞、疏松、未焊透缺陷为研究对象,通过采用单晶斜探头和双晶斜探头进行检测获取缺陷的静态波形,分别描述每种缺陷的静态波形特点,研究缺陷与静态波形之间的关系,并将两种探头的检测结果进行比较.结果表明:两种探头检测的缺陷静态波形形状较相似,缺陷的形态和大小直接影响着静态波形的形状和峰值,疏松和...     

搅拌摩擦焊缺陷相控阵探测技术研究

针对搅拌摩擦焊焊缝中常见的弱结合、未焊透、隧道型缺陷、孔洞缺陷等缺欠有效检测的需求,以及传统超声检测技术难以直观定量显示缺陷的弊端,开发了超声相控阵检测系统。试验结果表明,利用超声相控阵探测技术来直观地定性和定量分析缺陷,实现了全波采集,ABC扫描成像显示,动态闸门重构,并将检测图像与工件几何信息相结合,更有效发现和更精确的定位、定量搅拌摩擦焊缺陷。     

7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊焊缝缺陷分析

采用搅拌摩擦焊方法对5 mm厚7050铝合金进行了焊接,利用光学金相对接头缺陷及其形成原因进行了分析.结果显示,在参数不当的情况下出现的缺陷有飞边、孔洞、沟槽以及未焊合四种:飞边由表层金属过度软化导致;孔洞的产生则是焊速/转速比过大,焊缝中、下部材料塑性流动不充分引起;而沟槽是由于焊具下压量不足时,表面材料流动不充分产生;未焊合发生在焊缝底部,其产生原因是焊接热输入不足,焊缝底部再结晶程度低使得原始对接面材料间没有融合而存留.其中未焊合为主要的焊接缺陷,会严重降低接头力学性能,改变接头拉伸时的断裂位置和断裂模式.     

搅拌摩擦焊缝变入射角超声检测方法研究

研究采用变入射角超声反射法解决搅拌摩擦焊缝区不同取向缺陷的无损检测。通过计算分析超声波在焊缝区的声波入射角、缺陷取向和缺陷紧贴性对声波反射影响，确定入射声波的角度变化范围，通过改变入射角，获取入射声波在缺陷处的最佳声学反射方向，提高入射声波对不同取向缺陷的检出能力。检测结果表明，该法可以有效地检出铝合金搅拌摩擦焊缝区不同取向焊接缺陷，是解决搅拌摩擦焊缝区微细和紧贴型缺陷无损检测的一种可行的方法。     

搅拌摩擦焊焊缝缺陷的超声波动态波形研究

以搅拌摩擦焊焊缝的包铝陷入缺陷、隧道孔缺陷、未焊透缺陷为研究对象,通过超声波检测中的前后扫查和左右扫查获取缺陷的超声波回波动态波形,分别描述了三种缺陷的动态波形特点,并分析了各缺陷动态波形的形成原因。分析表明,由于包铝陷入缺陷的包铝层/铝合金基体界面两侧的声阻抗几乎相等,所以该缺陷的超声波回波是由于界面的不良结合而产生的;前后扫查的动态回波特征可以将隧道孔缺陷与包铝陷入、未焊透区分开,该特征可以作为搅拌摩擦焊焊缝缺陷超声波检测时的初步定性依据。     

航天材料搅拌摩擦焊缝相控阵检测缺陷定位方法探讨

利用不同介质声阻抗不同的原理,借助探针优化了搅拌摩擦焊焊缝超声相控阵检测缺陷定位方法,缺陷定位精度可达1mm,并在航天运载火箭箱体搅拌摩擦焊焊缝上进行了运用.     

搅拌摩擦焊缝微细尺寸缺陷的无损检测技术

针对25 mm厚板2219铝合金搅拌摩擦焊缝中存在的微孔、疏松、“S”曲线弱连接、根部类裂纹等微细尺寸的缺陷,分别采用相控阵超声波扇形扫查、荧光粉渗透检测等技术进行无损检测,并与传统的X射线探伤结果进行对比,探讨不同的无损检测技术针对搅拌摩擦焊缝微细尺寸缺陷的工程适用性.经过对焊缝解剖,利用立体显微镜、光学显微镜、扫描...     

搅拌摩擦焊焊缝的无损检测技术

简要介绍了搅拌摩擦焊焊缝缺陷的种类及形成机理,并详细介绍了搅拌摩擦焊焊缝缺陷的渗透检测、射线检测、超声波检测及涡流检测取得的最新进展和研究成果.比较了这四种检测方法的优势与不足,提出了在检测中将阵列涡流检测与相控阵超声波检测结合可以最大程度地发现搅拌摩擦焊焊缝缺陷.     

TOFD技术在薄壁堆焊层裂纹缺陷检测中的应用

研究了薄壁堆焊层裂纹类缺陷的TOFD检测技术,讨论了裂纹类缺陷的TOFD检测特征,分析了不同角度探头和不同探头间距检测结果的影响。结果表明,TOFD技术可以检测到表面下3～10 mm内的垂直裂纹,结合A扫描信号和B,D扫描图像的特征,能够有效地对裂纹状缺陷进行识别、定位和定量,为堆焊质量评价提供可靠准确的依据。     

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.     

摩擦搅拌焊接过程残余应力的中子衍射法测量分析

利用中子衍射法测量了2024-T4铝合金板摩擦搅拌焊接头残余应力分布,得到了接头内部不同位置处的残余应力,研究了焊接速度对残余应力的影响。结果表明,纵向残余应力总体水平比横向残余应力高,是接头内的主要残余应力;当搅拌头转速相同时,提高焊接速度,纵向残余应力增大;横向残余应力除了在匙孔附近较大外,在其余位置处的残余应力都围绕0轴在拉应力与压应力之间波动,整体残余应力水平相对纵向残余应力小很多。     

搅拌摩擦焊接焊缝金属的超塑性行为

通过对防锈铝搅拌摩擦焊接头焊缝金属的高温拉伸试验,探讨搅拌摩擦焊接头焊缝金属的超塑性行为,以期优化焊接参数来使材料达到超塑性状态,形成良好的接头.结果表明:在450℃,夹头速度为0.6 mm/min的情况下得到的焊缝金属的最高延伸率为91%.从应力应变曲线初步计算得到m值为0.534.可以初步判定,在450℃附近,有超塑性现象.     

Thermo-mechanical Analysis of Friction Stir Welding:A Review on Recent Advances

In recent studies, critical research interest exists in the thermo-mechanical analysis of the friction stir welding(FSW) process by numerical simulation. In this review, the thermo-mechanical analysis for FSW is overviewed regarding the computational approaches, the heat generation, the temperature, and the material fl ow behavior. Current concerns, challenges, and opportunities in current studies are discussed considering the application of the thermo-mechanical analysis. Generally, larger computational scale and better computational effi ciency are required to allow better spatial resolution in future analysis. The concepts and approaches demonstrated in the thermo-mechanical analysis for FSW open up quantitative prospects for the design of the FSW process.     

基于钻铣床的搅拌摩擦焊设备设计

以ZX50CA钻铣床为研究对象,采用液压技术对其压下装置进行设计,设计出一台适用于镁合金薄板搅拌摩擦焊的设备,选用3 mm厚的AZ31镁合金板材进行对接焊接实验。结果表明:当搅拌头转速为1400 r/min、焊接速度为15 mm/min、压紧力为1500 N时,焊接接头表面成形良好。通过实验证明,该设备能够满足搅拌摩擦焊的工艺参数要求,适用于搅拌摩擦焊的实验研究,而且相对于大型专用搅拌摩擦焊设备,成本低,使用灵活、方便,为镁合金薄板搅拌摩擦焊设备的开发提供了很好的参考价值。     

搅拌摩擦焊接技术最新进展

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,简称FSW)是由英国焊接研究所TWI于1991年开发的专利技术,并且在随后取得了巨大的进展。综述了近10年来国内外搅拌摩擦焊技术的发展概况和最新进展,阐述了搅拌摩擦焊技术的原理、工艺特点及其广泛的工业应用前景,指出搅拌摩擦焊技术研究的必要性和紧追性。     

超声TOFD检测原理探析

对脉冲衍射时差法超声探伤技术（TOFD）作了原理探析。在超声A扫描的基础上,解释了TOFD图像的形成原理。讨论了TOFD技术的两种扫查方式,即平行扫查和非平行扫查,并对后者作详细论述。给出了上折射角和下折射角等参数的计算方法,由此分析了扫查范围。分别给出了有、无缺陷工件的TOFD检测图像,进一步分析TOFD成像机理,归纳TOFD检测的特点。最后对TOFD检测盲区作了分析,给出了上下表面盲区计算方法,并根据CEN／TS 14751—2004标准给出了五种不同厚度工件的表面盲区。     

搅拌摩擦焊主轴力控制液压伺服仿真与分析

搅拌摩擦焊接技术是一种新型固相焊接技术,由于其独特的技术优势正被广泛地应用于铝合金等轻质合金板的焊接中。分析了基于液压伺服技术的搅拌摩擦焊接主轴力控制系统,推导得出主轴液压伺服系统的力控制数学模型,在MATLAB软件的Simu LINK模块中搭建控制模型,分别利用模糊PID和普通PID控制理论对控制模型进行仿真。分析仿真结果发现:模糊PID和普通PID控制方法虽然都能实现对主轴液压系统的力控制,但模糊PID控制不论是在响应时间、控制精度还是抗干扰能力方面都优于普通PID控制,并且通过实验验证了模糊PID控制的可行性。