镁合金与钢搅拌摩擦焊焊缝成形探究

本文用搅拌摩擦焊方法焊接了异种材料镁合金与低碳钢,分析了接头的截面形貌及硬度。结果表明,当焊接工艺参数合适时,可以获得表面成形良好、无缺陷的镁合金与钢的对接接头。对于接头,金相分析表明,在焊缝横截面,破碎的钢粒与镁合金呈较好的混合状态,在平行焊缝表面的平面内,破碎的钢粒成岛状分布于镁合金内。硬度试验表明,焊核内局部区域具有较高的显微硬度,局部区域高硬度的产生可能与在焊核局部区域存在大颗钢粒有关。     

超细晶ZK60镁合金的数控搅拌摩擦焊研究

采用不同工艺参数进行了超细晶ZK60镁合金的数控搅拌摩擦焊,并对接头的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能进行了测试与分析。结果表明,随着旋转速度R与焊接速度v比值的增大,超细晶ZK60镁合金焊接接头的抗拉强度、冲击韧性和耐腐蚀性能均呈现出先增大后减小;从提高焊接接头综合性能出发,优选的焊接工艺参数为:R/v值为12.5,轴肩压力1 350 N,主轴倾角1.5°。     

基于PLC的镁合金厚板搅拌摩擦焊的焊缝组织与性能

分别采用普通搅拌摩擦焊和基于PLC的搅拌摩擦焊方法进行了16 mm厚AZ31镁合金厚板的焊接,并对焊接接头进行了无损探伤、XRD、SEM和力学性能等测试。结果表明,与普通搅拌摩擦焊相比,基于PLC的搅拌摩擦焊有助于显著细化接头焊核区的晶粒,明显改善焊接接头的力学性能,室温抗拉强度从207 N/mm2增加至251 N/mm2,接头系数从80%增加至97%,室温伸长率从8.1%增加至9.2%。     

C18150合金搅拌摩擦焊焊缝微观组织与力学性能分析

采用搅拌摩擦焊的方法对铬锆铜合金（Cu-Cr-Zr合金）进行了焊接,采用金相显微镜、场发射扫描电镜、背散射电子衍射仪对焊缝的微观组织性能进行了研究,采用拉伸试验和硬度试验对焊缝的力学性能进行了分析.结果表明,铬锆铜焊核区的最终晶粒状态表现为动态再结晶晶粒和部分动态回复晶粒的组合,其动态再结晶机制为连续动态再结晶机制.铬锆铜焊核区可以发现直径约为5~10 μm的粗大颗粒,通过EDS分析发现其成分主要为Cr元素.焊核区的纳米沉淀强化相由于较高的焊接温度和热循环全部回溶到铜基体中,纳米沉淀强化相的回溶导致焊缝的抗拉强度和硬度都比母材区有所降低.     

AZ80镁合金搅拌摩擦焊组织分析

探讨了AZ80镁合金搅拌摩擦焊接头不同区受热后的成形过程及组织差异,并对焊核区细分为中心焊核和两边焊核,认为焊核区组织在接头中最小,而下部焊核在中心焊核中,晶粒尺寸最小;热机影响区组织较粗大,且原母材热轧流线已变形;热影响区组织正经历β相溶于α相的趋势,原母材热轧流线基本不变.     

镁合金搅拌摩擦焊的研究进展

传统的镁合金熔化焊易造成晶粒粗大、热裂纹和气孔等缺陷问题。搅拌摩擦焊是解决这些缺陷的有效途径。本文介绍了镁合金搅拌摩擦焊的研究现状,包括焊缝的成形特点、组织特征、力学性能以及接头材料的塑性流动情况。提出了镁合金搅拌摩擦焊的研究方向。     

搅拌摩擦焊接参数对ZK60镁合金接头微观组织和力学性能的影响

采用搅拌摩擦焊接方法对6 mm厚的挤压态ZK60镁合金板材进行焊接.在广泛的焊接参数(600-1200 r/min的旋转速率和50-200 mm/min的焊接速度)下,均得到了高质量的焊接接头.在焊接工具的搅拌和摩擦热的联合作用下,在焊核区形成了细小、均匀的再结晶晶粒,同时MgZn2粒子被破碎并大部分固溶入镁基体.对于ZK60镁合金,MgZn2粒子的弥散强化作用高于晶粒细化的作用,因而焊核区的硬度低于母材,拉伸时接头在焊核区发生断裂.在低热输入焊接参数(≤800 r/min)下,随焊接参数的变化,焊核区晶粒尺寸、焊接接头的抗拉和屈服强度及延伸率变化较小.在高热输入焊接参数(1200 r/min)下,焊核区晶粒明显变大,接头的抗拉和屈服强度略有下降.对焊接接头进行人工时效后,不同热输入条件下得到的焊接接头的强度和延伸率都有明显提高.     

铝合金搅拌摩擦焊缝摩擦塞补焊组织与力学性能

对2219-T87铝合金搅拌摩擦焊缝进行摩擦塞补焊工艺试验,对塞补焊接头的焊缝成形、显微组织、显微硬度和抗拉强度进行了观察和测试,对拉伸断口进行了扫描电镜观察.结果表明,在7 500 r/min的焊接转速和40~55 kN的焊接压力下可获得无缺陷摩擦塞补焊接头;塞补焊接头沿垂直于搅拌焊缝方向的最大抗拉强度和断后伸长率分别可以达到336 MPa和8%,分别相当于母材抗拉强度和断后伸长率的73.9%和66.7%;在母材和塞棒之间的底部结合面是最薄弱的区域,如何控制该区域的结合强度是影响摩擦塞补焊接头拉伸性能的关键因素.     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊缝电化学性能的分析

试验的样品为3 mm厚挤压态AZ31镁合金,采用搅拌摩擦焊接工艺对焊而成.通过静态失重法、动电位极化曲线以及交流阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)测试,研究了室温下浓度5%(质量分数)NaCl溶液中AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊缝和母材的电化学行为.结果表明,在室温腐蚀介质中通过静态失重法测得AZ31镁合金母材和焊缝在168 h后的平均腐蚀速率分别为0.154和0.135 g/(m2·h),通过动电位极化曲线及交流阻抗谱(EIS)测得AZ31镁合金母材和焊缝的腐蚀电流分别为0.001 63和0.000 45 A/cm2,极化电阻分别为9.553和12.61Ω/cm2.AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊缝的抗腐蚀性能优于其母材的表现.     

电磁搅拌对AZ61镁合金TIG焊焊缝质量的影响

为了改善镁合金的焊接性,在对AZ61镁合金进行TIG焊过程中加入间歇交变纵向磁场,系统地研究电磁搅拌作用对焊缝中气孔、裂纹、焊缝显微组织及力学性能的影响,并用金相显微镜及扫描电子显微镜对其显微组织进行分析,发现外加磁场的电磁搅拌作用可以改变焊接熔池的结晶过程,促进气泡上浮,降低镁合金焊接热裂纹敏感性,抑制热裂纹产生;同时,细化焊接接头的一次结晶组织,使低熔点共晶物细化、球化、弥散分布,改善焊接接头的综合力学性能,有效防止焊接接头软化,进而提高焊接接头的质量。     

搅拌头材质对搅拌摩擦焊焊缝组织及性能的影响

搅拌头材质会直接影响焊接接头的质量。本文就搅拌头材质的选用原则进行了阐述,介绍了不同材质搅拌头的应用及效果,总结了搅拌头材质对搅拌摩擦焊焊缝组织及性能的影响规律。     

体育器材高强镁合金的搅拌摩擦焊工艺及组织性能

对5 mm厚的体育器材用高强镁合金Mg-8Zn-6Gd-1Mn-0.5Y板材进行搅拌摩擦焊对接焊试验,并进行了接头的宏观形貌、X光无损探伤、显微组织、硬度分布和力学性能的测试与分析。结果表明,接头成形好、无明显缺陷、力学性能较好,硬度分布呈现出类似"W"型,硬度最高值位于后退侧的焊核区,硬度最低值位于前进侧的热影响区;接头系数达到95.5%。     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊

研究了AZ31镁合金搅拌摩擦焊的焊缝成形、微观组织和力学性能.试验结果表明,随着旋转速度的增加,焊缝金属的塑性流动得到改善,孔洞消失;随着焊接速度的提高,焊核区晶体的动态再结晶得到抑制,晶粒被细化.最佳的工艺参数:旋转速度1 000 r/min,焊接速度45 mm/min,接头抗拉强度系数可达63.7％.     

放电等离子烧结温度对ZK61镁合金组织及力学性能的影响

以ZK61合金粉末为原料,通过放电等离子烧结的方法制备了ZK61生物镁合金块体,研究了不同烧结温度对合金块体微观组织和力学性能的影响。结果表明:制备出的ZK61合金块体内部结构致密,组织分布均匀,晶粒细小,块体致密度随烧结温度逐渐提高,在520℃时达到99.24%;随着烧结温度的升高,粉末颗粒间原子扩散作用增强,ZK61合金块体的力学性能也逐渐提高,在烧结温度为520℃时综合性能最好,其中显微硬度由370℃时的69.2 HV增加到79.3 HV,抗压强度和抗弯强度也获得最大值,分别为304 MPa和94.7 MPa,压缩率逐渐变大,韧性提高。     

厚板铝合金搭接搅拌摩擦焊组织及力学性能分析

对15.0 mm厚7N01铝合金进行了搭接搅拌摩擦焊连接,对搭接接头进行了显微组织、显微硬度、抗剪以及疲劳性能测试。研究结果表明,采用搅拌针长度为17 mm的搅拌头搭接接头抗剪性能最佳,抗剪强度为245MPa;搭接接头微观组织与对接接头相比并无较大差异,但在结合面处形成了虎克缺陷和冷搭缺陷;搭接接头在摩擦热的作用下形成了一定的软化区,位于前进侧和后退侧的热影响区;焊核区的硬度在厚度方向上存在一定的差异性;当N=1×10~6次时,7N01(15.0 mm)铝合金搭接搅拌摩擦焊接头的条件疲劳极限为54.85 MPa,为母材的40.4%。     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊工艺及组织性能研究

对轧制态AZ31镁合金进行搅拌摩擦焊试验。结果表明：n／v;E10～25范围内,焊缝表面成形良好,n／v过大或过小焊缝中均会产生缺陷。焊核区为细小、均匀的等轴晶;热力影响区晶粒局部较细小,有明显的变形;热影响区晶粒粗大;母材晶粒大小不均匀。焊核区与前进边热力影响区的交汇处,晶粒发生了扭曲,为接头的薄弱环节。接头抗拉强度最大值为207．2MPa,达母材强度的86．2％。随着焊接速度的增加,接头抗拉强度先增大后减小。     

厚板铝/镁合金红外热源辅助搅拌摩擦焊力学性能与组织分析

分别采用常规搅拌摩擦焊和红外热源辅助搅拌摩擦焊,进行了AZ31B-H24镁合金与6061-T6铝合金的厚板异质搅拌摩擦焊,并进行了显微组织、物相组成和力学性能的测试与分析。结果表明,红外热源辅助搅拌摩擦焊细化了接头的组织,显著改善了合金的力学性能,使抗拉强度增加25.4%,屈服强度增加20.3%,伸长率增加2.4%;采用红外热源辅助FSW获得的上述异质接头的抗拉强度达到AZ31B-H24镁合金母材的90.3%,达到6061-T6铝合金母材的85.3%。     

ZK60镁合金ECAP变形组织及力学性能

在300℃温度下对ZK60镁合金进行了不同道次的等通道挤压(ECAP).研究了ECAP挤压对合金显微组织、室温力学性能和高温抗蠕变性能的影响.结果表明,合金铸态组织主要由α-Mg基体、Mg7Zn3相和MgZn相组成.等通道挤压可显著破碎层片状MgZn相并使其趋于弥散分布,同时基体组织也得到细化.挤压2道次后,合金的室温抗拉强度由170MPa增加到250MPa,伸长率由7％增加到17.7％.挤压4道次后,合金的伸长率进一步增加到20％,而抗拉强度却下降至242 MPa;合金的高温蠕变寿命由铸态1.4h延长到44.8h,稳态蠕变速率减小了约一个数量级.     

镁合金搅拌摩擦焊研究现状及进展

传统的熔焊工艺焊接镁合金存在很多问题,搅拌摩擦焊是解决这些问题的有效途径。简要介绍了搅拌摩擦焊的基本原理和主要优缺点,综述了近年来国内外镁合金搅拌摩擦焊的研究进展,分析了镁合金搅拌摩擦焊的焊缝成形、接头组织、力学性能等,展望了镁合金搅拌摩擦焊的应用前景。     

搅拌摩擦焊焊缝缺陷检测研究进展

焊缝缺陷的无损检测是焊接零件的质量保障。本文介绍了搅拌摩擦焊的常见缺陷以及无损检测方法,并对采用射线和超声无损检测法检测搅拌摩擦焊的焊缝内部缺陷的研究进展做了比较详尽的阐述。