AZ31镁合金搅拌摩擦点焊

研究了搅拌头旋转频率以及停留时间对AZ31镁合金搅拌摩擦点焊接头力学性能的影响.随着旋转频率的增大,不同搅拌针条件下,AZ31搅拌摩擦点焊接头的力学性能均呈现先增大后减小的趋势.随着停留时间的延长,AZ31搅拌摩擦点焊接头的力学性能先增大随后在一定范围内波动.结果表明,结合宽度是影响搅拌摩擦点焊接头力学性能的重要因素,...     

厚板AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊接接头的组织与性能

对10mm厚板A231镁合金成功进行了搅拌摩擦焊接,获得成形良好、表面光滑、无裂纹、无气孔的焊接接头.研究该搅拌摩擦焊接头不同区域的显微组织特征,并通过拉伸、冲击和硬度试验分析了焊接接头的力学性能.结果表明,焊缝中心区是均匀细小的等轴晶粒,热力影响区晶粒大小不均匀,存在较明显的塑性流变带结构;焊接接头的抗拉强度达到母材的80%以上,焊接接头的冲击韧性比母材高,焊接接头的显微硬度比母材稍有降低,焊接接头具有较好的力学性能,说明搅拌摩擦焊是焊接厚板镁合金的一种有效方法.     

搅拌摩擦焊接AZ31镁合金低周疲劳性能（英文）

作为新型大塑性变形技术,搅拌摩擦焊接技术(FSW)已成功应用于超细晶材料的制备。采用FSW对热轧态AZ31镁合金进行连接,对母材和FSW接头的低周疲劳性能进行了研究。结果表明:在疲劳和单轴拉伸测试过程中,焊合区与前进侧热机械影响区交界处为性能薄弱区域。FSWAZ31接头的低周疲劳寿命、屈服强度、抗拉强度以及断后延伸率均低于母材。AZ31镁合金疲劳测试过程中的主要变形机制为位错滑移,疲劳断口表面呈现出明显的疲劳纹。最终,发现母材和FSW接头低周疲劳行为符合Coffin-Manson和Basquin关系。     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊接显微组织形成机制

搅拌摩擦焊接显微组织的一个显著特征就是焊核(Weld Nugget)的形成。采用AZ31镁合金为母材，通过金相和透射电镜分析搅拌摩擦焊接焊核的形成机制及接头不同区域的显微组织特征，并建立AZ31镁合金搅拌摩擦焊接的组织演变模型。结果显示，紧靠轴肩生成厚度约为37gm～47gm细密组织层。机械热影响区存在部分动态再结晶和较明显的塑性变形晶粒。焊缝底部有一厚约100gm～130gm的粗大组织层。熔核区的组织比较细小，沿厚度方向晶粒大小不均匀。同时提出一个焊核晶粒细化的简易模型，分析认为焊接过程中热过程和热机械搅拌作用对FSW接头组织的形成起决定性作用。     

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

对挤压态变形镁合金AZ31B进行搅拌摩擦焊连接。实验结果表明，可获得优质的焊接接头，接头抗拉强度可达母材的92．4％，但适当的工艺参数选择范围较窄。对焊缝的端面微观组织特征分析发现：焊核与母材组织差异极大．焊核区形成细小、均匀的再结晶组织，热力影响区呈层状分布且较宽，热影响区晶粒存在不明显的部分再结晶长大。前进侧热力影响区氧化物、杂质富集层的存在和应力集中是造成接头力学性能下降的主要原因。     

AZ31B镁合金快速冷却搅拌摩擦焊缝厚度方向的显微组织和力学性能（英文）

采用电子背散射衍射仪和透射电子显微镜研究快速冷却对6 mm厚AZ31B镁合金搅拌摩擦焊缝厚度方向的显微组织和力学性能的影响。结果表明,液态二氧化碳冷却可促进焊缝顶部形成具有高位错密度、大量{1012}孪晶和第二相颗粒的细晶结构。{1012}孪晶使焊缝顶部区域的基面织构显著降低。接头顶部区域的强度和断后伸长率较底部区域均明显提高,焊接效率可达93%。这为在镁合金搅拌摩擦焊接头中制备梯度结构提供一种简单有效的方法。     

搅拌摩擦加工工艺对AZ31镁合金显微组织与拉伸性能的影响

利用搅拌摩擦加工技术,研究了不同工艺对AZ31镁合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:当进给速度为200、400 mm/min、搅拌针转速低于1000r/min时,AZ31镁合金的显微组织由于发生动态再结晶,获得了均匀细小的等轴晶,平均晶粒尺寸小于7μm。随着搅拌针转速提高,该合金显微组织不断粗化。与母材相比,经搅拌摩擦加工后,AZ31镁合金的应变强化效应明显增强,塑性明显提高,但屈服强度有所降低。采用搅拌速度600 r/min、进给速度400mm/min,工艺FSP处理后,该合金获得了最佳的综合力学性能。     

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能

对我国航天工业中常用的6.6 mm厚的AZ31B镁合金进行了搅拌摩擦焊试验,获得了型面良好、表面质量光滑、检测无缺陷的焊接接头。对比分析了镁合金在不同工艺参数下的焊接接头拉伸、硬度以及断裂等力学性能;同时,研究了AZ31B镁合金搅拌摩擦焊在不同区域的显微组织结构。结果表明,焊接接头抗拉强度达到250 MPa,为母材的89.3%,焊接接头硬度大于母材硬度,接头断裂位置位于前进边热力影响区附近;焊核区晶粒大小均匀,热力影响区晶粒大小不一,存在焊核区塑性流动和搅拌头的转动双重作用结构,从而论证了航天AZ31B镁合金搅拌摩擦焊的可行性。     

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％.     

搅拌摩擦加工铸态AZ31镁合金组织与性能研究

采用搅拌摩擦加工技术对铸态AZ31镁合金进行单道次加工,研究加工区域的微观组织和力学性能。结果表明：搅拌摩擦加工过程中,材料发生了剧烈的塑性变形,粗大的β-Mg17Al12相显著破碎,形成细小、均匀的再结晶组织。XRD分析表明,搅拌摩擦加工导致大量的β相固溶到镁合金基体中,产生固溶强化作用。搅拌摩擦加工后的试样平均HV硬度值为810 MPa,高于铸态AZ31镁合金的硬度值,抗拉强度比铸态AZ31镁合金提高43 MPa,延伸率提高4.3%,拉伸断口表现为微孔聚合剪切断裂特征。     

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。     

AZ31B镁合金表面合金化涂层的显微组织和耐腐蚀性能（英文）

通过真空热扩渗技术在AZ31B镁合金表面制备一层合金化涂层。采用OM、SEM、EDS及XRD等方法分析合金化涂层的显微组织、成分和相组成,并利用显微硬度计和PS-168a型电化学腐蚀测试系统分别对合金化涂层的显微硬度和耐腐蚀性能进行测试分析。研究结果表明:恒温条件下,随着保温时间的延长,在AZ31B镁合金表面可以形成合金化涂层。随着保温时间的延长,涂层与基体之间结合界面形貌由平直结合转变成"锯齿"状咬合;且合金化涂层与基体之间存在明显的过渡层,过渡层逐渐变宽。EDS及XRD分析结果表明,合金化涂层为Mg-Al共晶组织α-Mg和β-Al_(12)Mg_(17),合金化涂层的平均显微硬度比基体的平均显微硬度提高了113%;自腐蚀电位也由基体的-1.389 V提高到-1.268 V。     

镁合金AZ31搅拌摩擦焊接头的微观组织

采用搅拌摩擦焊接法焊接了镁合金AZ31, 研究了焊接参数对焊接接头微观组织和显微硬度的影响. 结果表明 焊接接头成形良好, 焊缝没有气孔、裂纹和夹渣, 焊缝区的显微硬度比母材稍有降低, 但降低幅度不大.     

AZ31镁合金搅拌摩擦对接焊接头性能及组织分析

在特定的工艺参数下通过搅拌摩擦焊对AZ31镁合金进行对接焊。借助光学显微镜、万能拉伸机、扫描电镜研究了试样的显微组织和焊接速度对接头性能的影响。结果表明:当旋转速度为1200 r/min,其他参数固定时,焊接速度在60~80 mm/min范围变化,可以得到成型美观、性能良好的对接接头,但是,当焊接速度为42 mm/min时,在前进侧出现隧道型孔洞缺陷;随着焊接速度的增加,焊核区晶粒尺寸减小;当转速为1200 r/min,焊接速度为60 mm/min时,抗拉强度达到最大值222.6 MPa,焊缝强度达到母材的88.9%;焊缝的整体断裂形式是由解理断裂和韧性断裂组成的混合型断裂。     

AZ31B镁合金/镀锌钢无匙孔搅拌摩擦点焊结合方式

采用无匙孔搅拌摩擦点焊和真空扩散焊对AZ31B镁合金和DP600镀锌钢板进行搭接点焊试验,利用扫描电镜、能谱仪及拉伸试验对无匙孔搅拌摩擦点焊接头与真空扩散焊接头进行微观组织及力学性能的对比分析.结果表明,镁钢无匙孔搅拌摩擦点焊接头结合方式为机械结合与冶金结合共同作用,冶金结合表现为:镁钢界面发生扩散生成由Mg、Fe、O形成的金属间化合物,镁合金中的合金元素与铁生成金属间化合物,机械结合表现为:钢像“钉子”一样插入到镁合金基体中,且在镁钢结合界面处,两种金属呈锯齿状咬合,接头抗剪切载荷平均可达10.36 kN,而只存在单纯扩散结合方式的真空扩散焊接头抗剪切载荷平均仅为2.5 kN.通过两种接头对比分析可知,机械结合对接头力学性能的贡献远远大于冶金结合,其接头结合方式以机械结合为主.     

搅拌摩擦焊焊接速度对AZ31镁合金焊接接头性能的影响

选用单板搅拌摩擦焊方法对AZ31镁合金进行焊接试验,利用光学显微分析、微观硬度分析、拉伸性能测试等方法,对焊接接头的微观组织和力学性能进行研究。结果表明,搅拌摩擦焊对AZ31镁合金焊接接头有明显的细化晶粒效果,且焊缝区硬度分布也随晶粒尺寸的降低而呈逐渐升高的趋势。经搅拌摩擦焊后,AZ31镁合金抗拉强度明显提高。     

AZ31镁合金搅拌摩擦点焊温度场的检测及数值模拟分析

以AZ31镁合金搅拌摩擦点焊过程为研究对象,分析搅拌头不同转速和压入速度对焊接过程温度场的影响。温度场的测定主要通过将两个热电偶分别植入搅拌头轴肩和搅拌针顶端。试验结果表明,搅拌头最高温度随转速增加而增加,所得最高温度为532.530℃,最高升温速率为93.974℃/s,而同一转速下压入速度对最高温度没有影响。使用Deform-3D软件进行AZ31镁合金搅拌摩擦点焊过程温度场数值模拟分析,数值模拟结果与试验结果基本吻合。     

基于田口方法的AZ31镁合金搅拌摩擦点焊工艺参数优化

按照正交表对9组AZ31镁合金搭接试样进行搅拌摩擦点焊,采用田口方法对接头的力学性能进行了信噪比和方差分析。结果表明,搅拌摩擦点焊工艺参数对接头最大拉伸载荷影响由大到小依次为旋转速度、停留时间和压下量。在1 000 r/min旋转速度、5 s停留时间、4.6 mm下压量条件下,得到的接头具有最大的拉伸力。组织和硬度分析表明,拉伸承载能力最强的试样冶金结合区和拉伸变形量最大,但硬度值最低。拉伸断口形貌分析表明,点焊接头断裂方式均为韧-脆混合型断裂。     

AZ31镁合金/6061铝合金点焊接头的组织及力学性能

对AZ31镁合金与6061铝合金进行了电阻点焊,利用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析（XRD）研究了点焊接头的组织及力学性能。结果表明：AZ31镁合金与6061铝合金异种金属点焊接头冶金结合良好,焊接界面清晰,无明显缝隙。熔合区组织由边缘柱状晶区和中心树枝晶组成,主要含有镁和铝两种元素,且镁元素含量远高于铝元素。接头镁侧断面由大量α-Mg和少量β-Mg17Al12组成,呈混合型断裂特征;铝侧断口由Mg、Al和β-Mg17Al12组成,呈解理断裂。随焊接电流增大,点焊接头最大剪切应力增加。     

AZ31B镁合金TIG焊接接头组织与性能

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及金相显微组织分析,研究4 mm AZ31B镁合金焊接接头组织和性能。试验结果表明:4 mm拉伸试件断裂位置位于热影响区;抗拉强度满足要求;所有弯曲试件的面弯和背弯均未出现断裂,弯曲性能良好;TIG焊焊缝区晶粒相对细小,组织为α-Mg固溶体,晶界弥散分布着黑色β-Mg17Al12沉淀相,热影响区组织晶粒较母材有所长大;母材硬度高于热影响区和焊缝,接头热影响区有软化现象;从4 mm AZ31B镁合金TIG焊对接接头(去掉余高)脉动拉伸疲劳试件宏观形貌可以看出,断裂位置为热影响区。