5083铝合金搅拌摩擦焊焊核区非均匀性组织分析

利用小型搅拌摩擦焊机焊接5083铝合金板材,借助电子背散射衍射技术和取向成像分析软件对焊缝焊核区的焊核前进侧、焊核中心区和焊核后退侧的晶粒形貌和取向差角度进行了对比性研究.结果表明：经过搅拌摩擦焊接后,焊核区发生动态再结晶,晶粒由原始带状转变为等轴状,其大角度晶界含量相比于母材有明显增加,但不同部位的晶粒尺寸和大角度晶界比例均不同,焊核前进侧、焊核中心区和焊核后退侧的平均晶粒尺寸分别为17.0、15.8和13.5 μm,大角度晶界比例分别为76.4%、68.8%和73.2%.     

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。     

低主轴压力下铝合金车体搅拌摩擦焊工艺优化

5083-H321铝合金具有质量轻、强度高等优点,在铁路运输中具有广泛应用.以C_(80)铝合金货车车体使用的5083-H321铝合金板材为研究对象,运用正交试验的方法,控制主轴转速、焊接速度以及搅拌头轴肩下压量这3个工艺参数进行试验研究.通过优化工艺参数组合,降低主轴压力,为焊接设备小型化提供参考.试验中以主轴压力和焊接质量为评价指标,优化焊接过程中的工艺参数,并对焊接结果进行拉伸试验以及X光检测.试验结果表明,通过正交优化试验确定5083-H321铝合金板的最佳焊接工艺参数为主轴转速1 600 r/min、焊接速度150 mm/min和轴肩下压量0.04 mm.使用该组工艺参数焊接时的主轴最大压力为常用压力的50%,降低了主轴压力.焊缝的平均抗拉强度达到母材的80%左右,X光检测未见内部缺陷.     

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。     

6082铝合金超厚板搅拌摩擦焊接头组织与性能

采用搅拌摩擦焊对84 mm厚的6082-T4铝合金进行双面对接焊接,焊后进行人工时效(180℃×5 h)处理。研究了沿板厚方向焊接接头的微观组织与力学性能变化。结果表明:焊核区组织为细小的等轴晶粒,从表面至焊缝的中心,晶粒尺寸分别为16、13、5μm,高角度晶界所占比例分别为77.2%、76.3%、72.5%;焊核区的强化相主要为"GP区"及β″相;热机械影响区晶粒沿搅拌头旋转方向被拉长,组织中存在较高密度位错;焊缝中心层区域硬度分布呈"V"型,硬度最低值出现在双面焊重叠区,其他位置硬度曲线呈"W"型分布;正、反面两道焊缝发生断裂的位置均为TMAZ与HAZ交汇的区域,接头平均抗拉强度沿厚度方向从表面至中心分别为211、201、180 MPa,呈逐渐降低趋势;中心层抗拉强度最低,但其断裂伸长率最高,约为母材的69%;断口为大小不同的韧窝,接头表现为韧性断裂。     

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．     

2219铝合金搅拌摩擦焊接头裂纹尖端张开位移(CTOD)试验研究

采用裂纹尖端张开位移(crack tip opening displacement,CTOD)试验研究了2219铝合金搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)接头各区域的断裂性能,分析了搅拌摩擦焊接头组织结构对接头断裂性能的影响.研究结果表明,2219铝合金搅拌摩擦焊接头的断裂呈韧性,但接头各区域韧性分布呈现明显的不均匀性,焊核区断裂韧性最好,热机影响区和热影响区次之,但均高于母材的断裂韧性.     

5052铝合金厚板搅拌摩擦连接及性能分析

对10mm厚的5052铝合金板进行不同工艺参数下的搅拌摩擦连接试验,结果表明：连接区出现不对称性分布状态,连接区核心与热机械影响区分界在前进侧明显,在返回侧不明显;在不同工艺参数下获得的连接区域的抗拉强度基本较母材高;当搅拌头旋转速度为700r/min、前进速度为300mm/min时获得的连接区抗拉强度最高,为母材的1.1倍;各试样的拉伸断裂均发生在热影响区,其延伸率均比母材小,拉伸断裂均基本呈韧性断裂形式;连接区硬度呈现“W”分布,连接区核心硬度较热影响区大。     

5083的激光传导焊接

研究了利用高能量的二氧化碳和YAG激光器作为于激光传导焊接2mm～3mm板厚的AA5083。结果表明,焊接2mm～3mm板厚的AA5083时产生的粗大的焊接区并充分渗透。通过观察,在这个过程中渗透深度最初开始增加并达到最大值,然后随着斑点大小的增加而逐渐减小。     

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...     

2219-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能

为了探讨2219-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳断裂位置与区域局部力学性能及材料微观结构之间的关系,对铝合金2219-T6搅拌摩擦焊接头开展了疲劳试验研究.试样接头疲劳断裂处大多位于焊核区与热机区交界处及临近区域,在裂纹萌生处的亚表面发现有大的夹杂.焊核区有明显微空洞,小角度晶界最多.利用ABAQUS软件数值模拟接头疲劳,分析了接头局部区域力学性能.接头的热机区和焊核区的主应变值较大,这些区域较其他区域更易萌生疲劳裂纹.     

铝合金摩擦搅拌焊接焊区的I/II型复合断裂研究

采用二维计算机视觉-数字图像比对技术,进行裂纹稳定扩展实时表面位移测量,定量分析了铝合金2024-T351母材及摩擦搅拌焊接后不均匀、各向异性的焊区的I/II型复合裂纹稳定扩展的断裂性能、临界COD及其分量CODI和CODII.并研究了母材及焊区裂纹的扩展路径.结果表明(1)距裂纹尖端后某一固定距离的临界COD可反映焊区的断裂韧性,(2)临界COD值反映复合裂纹的扩展受I型或II型裂纹扩展主导,(3)焊区的临界COD值对应地为母材的85%,(4)用数字图像比对技术分析I/II型裂纹的断裂性能是切实可行的一种新方法.     

基于FLUENT的铝合金搅拌摩擦焊流动场模拟

搅拌摩擦焊的流动场是一个不可压缩的粘性流场.结合LY16搅拌摩擦焊的流动场特征,采用建模软件GAMBIT建立了流场的有限元模型,并进行求解得到搅拌摩擦焊的流动场.     

搅拌摩擦焊工艺对镁合金焊接接头机械性能的影响

采用不同搅拌摩擦焊工艺焊接镁合金，通过拉伸、三点弯曲试验分析了工艺参数对焊缝机械性能的影响。结果表明，采用合适的搅拌摩擦焊工艺可以成功地焊接镁合金并得到成型美观、质量好的焊接接头，焊缝中因产生充分的塑性流动，弯曲强度高，性能好，在一定参数范围内，随着搅拌头旋转速度R，R/V增加，抗拉强度极限值增加；随着焊接速度V增加，抗拉强度极限值下降，当采用最佳的工艺参数焊接，可得到最大抗拉强度极限值，接近母材的90％。     

Friction Stir Welding of Aluminum Alloys

Friction stir welding( FSW ), a new solid-state welding technology invited in the early 1990s,enables us weld aluminum alloys and titanium alloys etc. The processing of FSW, the microstractare in FSW alloys and the factors influencing weld quality are introduced. The complex factors affecting the properties are researched.     

Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir Welded 7050-T7451 Aluminum Alloy Plates

7050-T7451 aluminum alloy plates was friction stir welded at different welding parameters.Mechanical properties of the joints were estimated according to tensile test and hardness test.The microstructure evolution during friction stir welding(FSW) was examined using optical microscope(OM) and transmission electron microscope(TEM).The nugget zone(NZ) has a recrystallized,fine equiaxed grain structure with high dislocation density.Strengthening precipitates appear to have gone to solution.Heat mechanical affected zone(TMAZ) was characterized by a highly bend deformed grain structure with partly dynamic recovery and dynamic recrystallization.The grain structure in heat affected zone(HAZ)is similar to that of the base metal with little growth in size and contained a relatively low dislocation density.Strengthening precipitates coarsen severely and the precipitated-free zone(PFZ) along the grain boundaries increase in width.The mechanical properties of the joints were affected by welding parameters with different microstructure and welding defects.The joint with largest tensile strength was welded at the parameters with tool traverse speed of 200 mm/min and rotation rate of 800 r/min,up to 88% of that of base metal.     

LY12铝合金与铜摩擦焊接性能的试验研究

对LY12铝合金与铜摩擦焊接性能进行了试验研究,并通过采用纯铝作中间过渡层探讨了改善LY12铝合金与铜摩擦焊接性的可能性.试验结果表明:LY12铝合金与铜摩擦焊接性能较差,采用纯铝作中间过渡层后,可大大改善LY12铝合金-铜摩擦焊接性能,获得高质量的焊接接头.