6061铝合金铣削工艺参数多目标优化

铝合金加工工艺参数的选择是影响铝合金零件加工效率和加工质量、降低制造成本、提高设备使用寿命的关键因素。以6061铝合金为研究对象,对铝合金铣削工艺参数多目标优化进行了研究。以主轴转速、进给速度、轴向进给量、径向进给量和刀具直径为实验因素,进行了五因素五水平铣削正交实验,采用遗传算法优化的反向传播神经网络预测模型建立铣削参数与表面粗糙度之间的非线性关系。在此基础上,建立了以材料去除率和加工表面粗糙度为优化目标的多目标铣削参数优化模型,使用基于NSGA-II算法开发的gamultiobj函数对优化模型进行求解。结果表明,优化后的6061铝合金高速铣削工艺参数范围为主轴转速12 000~13 000 r·min^-1,径向进给量0.19~0.21 mm,进给速度1272~1300 mm·min^-1,轴向进给量6~8 mm,刀具直径4 mm。     

高速列车用6082铝合金激光焊接工艺方法研究

为了摸索特定板厚的轨道车辆用铝合金激光焊接参数,采用美国IPG公司的YLR-6000型光纤激光器,对12mm厚度的6082铝合金板进行了激光堆焊工艺试验.综合研究了激光功率和焊接速度2项基本的焊接参数对焊缝熔深和熔宽的影响规律.工艺试验表明:采用激光焊接6082铝合金时,堆焊法是一种预测焊接参数可行、高效的工艺方法.     

2219铝合金电阻点焊的工艺研究

研究了2219铝合金点焊工艺规范,运用正交实验法探讨焊接电流大小、通电时间、电极压力三因素对焊点质量的影响,确定了合理的焊接工艺参数。采用X射线探伤、金相显微观察和力学性能测试等对焊接接头进行了分析,结果表明此工艺规范可得到性能优良的焊点,为新一代运载火箭的研制提供了可靠的试验数据。     

搅拌头结构尺寸变化对接头力学性能的影响

采用不同轴肩结构、轴肩尺寸及搅拌针结构的搅拌头,对4mm板厚6082-T6铝合金板材对接接头实施了搅拌摩擦焊接,对焊后搅拌头形貌及接头力学性能进行了对比分析,试验结果表明,选用不同结构尺寸的搅拌头焊接后,均能获得成型良好、表面光滑、无焊接缺陷的焊缝,接头抗拉强度均大于250 MPa;使用设计制造的轴肩为同心圆,搅拌针为三截面结构的搅拌头,在旋转速度为1 400r/min和焊接速度为1 000mm/min的工艺条件下,获得的接头抗拉强度可达285MPa,断裂位置发生在焊缝前进侧的热影响区。     

5083-H321铝合金板材搅拌摩擦焊缝组织演变

采用搅拌摩擦焊接法焊接了5083-H321铝合金板材,借助光学显微镜、扫描电镜、背散射电子衍射分析仪及取向显微成像分析技术对焊缝与母材的组织进行了对比性研究.结果表明,该合金板材的焊缝无宏观缺陷,焊缝成形区呈现出与母材明显不同的组织特征;搅拌摩擦焊使该合金板材中大量的小角度晶界转化为大角度晶界,母材和焊核区的晶粒尺寸分布范围分别为6-55 μm及15-30 μm,晶粒纵横比分布范围分别为2~8和15-3,焊核区呈现均匀化与等轴化的动态再结晶特征.     

6061-T6铝合金S型轨迹搅拌摩擦连接区域性能分析

S型轨迹搅拌摩擦连接是基于现有的连接轨迹演变而成,采用S型循环摆动的方式完成板材的直缝连接。文章改变常规的直线连接轨迹,在以直线连接线为中心,摆动半径为1 mm,转速为700 r/min,绝对前进速度为70 mm/min,轴肩下压量为0. 15 mm的连接参数下,可获得美观无明显缺陷的焊缝。在同等参数下,与常规的连接轨迹相比,其连接区域的冲击韧性提高了约2倍,达到了94. 64 J/mm~2,拉伸性能无较大差别,其断裂位置位于焊核区与前进侧的热机影响区之间。由此可见,S型轨迹连接方式可获得冲击韧性更好的搅拌摩擦连接接头。     

LF2铝合金搅拌摩擦连接研究

对厚度为3mm的LF2铝合金板成功地进行了搅拌摩擦连接．金相组织观察显示焊核区晶粒由原始母材的扁平状转变为更加细小的等轴晶粒，力学性能测试表明热影响区的强度为最薄弱区域．当焊接速度、工具旋转速度、轴向压力分别为60mm／min、1200r／min、400N时，焊缝区的抗拉强度为245 MPa，是母材抗拉强度的92％，延伸率可达到母材的80％以上．     

铝合金中厚板单面焊双面成形模拟与试验研究

传统焊接方法在铝合金中厚板焊接时存在焊缝成形差、难以实现单面焊双面成形等问题,严重影响焊接质量和焊接效率。通过开展5083铝合金中厚度平板焊接有限元仿真,分析预热温度、焊接电流和焊接速度等工艺参数变量对焊接温度、热影响区和焊接应力的影响规律,确定了合理的焊接工艺参数范围。采用自动化CMT+P(冷金属过渡焊+脉冲焊)复合双脉冲焊接工艺对中厚度平板进行对接焊试验,实现了单面焊双面成形,并通过对焊接接头内部缺陷、维氏硬度等进行测试分析,焊缝内部无明显缺陷,硬度达到了母材的82%以上,从而证实了工艺方案的有效性和实用性。     

6082-T6铝合金薄板双轴肩搅拌摩擦焊温度场

采用热电偶对4 mm厚6082-T6铝合金薄板双轴肩搅拌摩擦焊不同工艺焊接过程中各特征点的温度进行测定,绘制各点的热循环曲线,分析焊接过程中接头各区域温度场分布特征。研究表明:6082-T6铝合金薄板双轴肩搅拌摩擦焊时,后退侧各点的峰值温度均高于前进侧,温度差值在20℃左右;当热影响区温度超过250℃时出现β'相溶解,硬度开始呈现下降趋势;焊速不变、转速增大时,热输入量呈先增大后减小的趋势,在转速为1000 r/min时各测温点温度均达到最大值,当转速为1200 r/min时出现下降;转速不变、焊速增大时,单位热输入量降低,前进侧与后退侧的峰值温度差值由小变大,温度场250℃等温线分布宽度明显缩小。     

轨道车辆用Al-0.6Mg-0.6Si铝合金焊接技术与接头性能

对轨道车辆车体用新型Al-0.6Mg-0.6Si铝合金型材进行了MIG焊(惰性气体保护金属极电弧焊)试验,利用拉伸试验、光学金相(OM)和扫描电镜(SEM)等方法对焊接接头的成型、气孔缺陷、性能和断口形貌进行了观察和分析.结果表明:Al-0.6Mg-0.6Si铝合金采用70°V型对接形式,使用MIG焊接工艺和表面抛光良好、直径1.2mm的ER5356焊丝,能够获得成型良好的焊接接头.MIG焊接工艺参数为:焊接电流160～180 A,电弧电压18～20V,焊接速度6.0～6.5 mm/s.焊接接头的抗拉强度为266 MPa,断后伸长率为6.1％,断口位于焊缝,断裂形式为韧性断裂,断口呈典型的韧窝结构.     

铝合金T型接头双激光束双侧同步焊接温度场模拟

为了掌握双激光束双侧同步焊接工艺特性并得到最优焊接工艺匹配参数,对由铝合金6156底板与6056桁条组成的T型焊接接头进行了有限元数值模拟和试验研究.在改进以往激光热源模型的基础上,模拟分析了不同工艺参数匹配条件下的激光焊接过程,获得了实际可行的工艺参数范围.同时研究了焊接功率和焊接速度对熔池形状的影响规律,结果表明:焊接功率和焊接速度对焊缝成形具有重要影响,且熔池形状的模拟结果与试验结果吻合良好.最终获得了最佳的焊接工艺参数,为大型客机铝合金壁板的双激光束双侧同步焊接提供了理论指导.     

粉末冶金AA2024合金搅拌摩擦焊的组织和力学性能

本文通过搅拌摩擦焊(FSW)成功实现了粉末冶金AA2024铝合金挤压板材的焊接,在航空航天、汽车工业领域具有重要应用前景.为了确定FSW的最佳加工参数,对FSW接头的微观结构、力学性能和断裂行为进行研究.结果表明,当搅拌速度为2000 r/min、焊接速度为100 mm/min时,获得最优焊接接头性能,其抗拉强度、屈服...     

基于正交试验的转向节热模锻工艺参数优化

以转向节锻造工艺参数为研究对象,设计了正交试验方案,并运用Deform-3D软件对转向节热锻成形过程进行了数值模拟.研究上模下压速度、摩擦因数、坯料初始温度和阻力墙高度对热锻成形过程中的金属流动、锻件填充效果、成形载荷及锻件本体损伤的影响.最终确定的最优成形工艺参数为上模下压速度200 mm/s、摩擦因数0.3、坯料初始温度1 275℃、阻力墙高度2.5 mm.     

铝合金构件螺栓连接承压性能分析与设计方法

研究了无预紧力作用时螺栓连接铝合金的孔壁承压性能,利用有限元软件ANSYS进行了参数分析,分析了两种在国内广泛应用的铝合金6061-T6511和5083-H321其端距、螺栓直径以及板厚等对承压性能的影响.随着端距的减小,螺栓连接的破坏模式从承压破坏逐渐变成端部剪切破坏;当螺栓端距e>3.5d0时,端距的增加对于承压强度的影响已比较小;铝合金板的承压强度与螺栓直径以及板厚大致呈线性关系变化;给出了铝合金螺栓连接在无预紧力并且1.5≤e/d0≤4情况下的承压强度公式.     

7075铝合金的搅拌摩擦焊组织性能研究

采用搅拌摩擦焊方法对10mm厚的7075铝合金板进行了焊接试验，焊接形式为单道对接焊，通过拉伸强度测试和显微组织观察，发现焊缝中粗大的化合物相被破碎，焊核区内是细小均匀的等轴晶，平均晶粒大小在4μm左右，热力影响区与热影响区的过渡区的金属塑性流线变化不很急剧，晶粒沿流线方向拉长，且有细小沉淀相在晶界上析出。焊缝显微硬度的最低值出现在前进侧，说明前进侧是焊缝的薄弱环节。实验结果表明：在旋转速度为1200r／min，且焊接速度为60mm／min时，可以获得较好的焊缝组织，力学强度达到了320MPa。     

高速铣削工艺参数对AM50A镁合金铣削力和表面形貌的影响

在给定高速铣削工艺参数范围内,分析讨论了AM50A镁合金高速铣削时主轴转速、进给速度、铣削深度和铣削宽度对铣削力的影响规律;同时通过对AM50A镁合金已加工表面粗糙度测量,研究了铣削参数对表面粗糙度的影响规律。采用析因实验设计的方法对AM50A镁合金进行了高速铣削实验,由实验结果分析可知,高速铣削AM50A镁合金时,对铣削力有显著影响的铣削参数为铣削深度、铣削宽度和进给速度,且铣削力与铣削参数之间存在非线性特征规律;在实验给定的铣削工艺参数范围内随主轴转速的增大铣削力呈下降趋势。铣削参数对表面质量的影响表现为,在铣削深度和进给速度一定的情况下随着主轴转速的增大AM50A镁合金表面质量变好,随着进给速度增大,AM50A镁合金铣削表面质量变差。当主轴转速大于12 000 r/min、铣削深度小于0.2 mm、进给速度小于400 mm/min的铣削参数条件下易获得较高的铣削表面质量。     

铝／钢CMT焊接工艺参数对界面连接状态及气孔分布的影响

对厚度均为1mm的6061铝合金和浸铝钢板搭接件进行冷金属过渡（CMT）钎焊,研究了工艺参数对焊缝界面连接状态及焊缝气孔数量分布的影响．试验结果表明：随着焊接电流的增加,气孔数量增多,界面连接状态越好;在焊接速度为0．75m／min时,焊缝的气孔量比较少,在满足较好的界面连接状态及焊缝气孔较少的条件下,最后获得焊接电流85A,焊接速度为0．75m／min为最佳工艺．     

7075铝合金的搅拌摩擦焊组织性能研究

采用搅拌摩擦焊方法对10mm厚的7075铝合金板进行了焊接试验,焊接形式为单道对接焊,通过拉伸强度测试和显微组织观察,发现焊缝中粗大的化合物相被破碎,焊核区内是细小均匀的等轴晶,平均晶粒大小在4μm左右,热力影响区与热影响区的过渡区的金属塑性流线变化不很急剧,晶粒沿流线方向拉长,且有细小沉淀相在晶界上析出。焊缝显微硬度的最低值出现在前进侧,说明前进侧是焊缝的薄弱环节。实验结果表明:在旋转速度为1 200r/min,且焊接速度为60mm/min时,可以获得较好的焊缝组织,力学强度达到了320MPa。     

FSSP制备铜合金改性层耐磨性分析

搅拌摩擦表面加工(FSSP)是一种新的金属表层改性技术。文章利用FSSP技术对铜合金表层进行改性,提高铜合金表层的耐磨性。实验参数如下:搅拌头转速分别为700、1 000 r/min和1 300 r/min,搅拌头前进速度为200 mm/min,搅拌头下压量为0. 1 mm。利用金相显微镜分析各参数下获得的改性层金相组织变化。为分析磨损程度,利用摩擦磨损试验机分析各改性层的摩擦系数变化,利用扫描电镜(SEM)分析改性层磨损后的磨痕表面形貌。结果显示,实验获得的改性层晶粒得到细化。当搅拌头转速为1 300 r/min、搅拌头前进速度为200 mm/min、搅拌头下压量为0. 1 mm时获得的改性层耐磨性最好。     

工艺参数对旋转喷吹精炼铝合金液的影响

研究了工艺参数对氩气旋转喷吹精炼铝合金液效果的影响,分析了精炼时间、精炼温度、吹头转速等对铝合金液精炼效果影响的规律．试验结果表明,在15min内,随着精炼时间的增加,铝合金液的精炼效果提高;铝合金液精炼温度在740℃附近时,精炼效果最好;增加旋转吹头的转速,提高了铝合金液的精炼效果．