搅拌摩擦焊缺陷无损检测技术研究进展

搅拌摩擦焊作为一种固相焊接工艺方法,由于可以避免采用熔化焊工艺而产生的裂纹、气孔等缺陷,在航空、航天、汽车、高速列车、轮船等制造业中得到了推广和应用。但由于工艺参数选择不当、原材料尺寸超差等原因产生了新的焊接缺陷,焊接质量受到影响,也使其进一步得到推广应用受到抑制。国内外学者针对搅拌摩擦焊缺陷的无损检测技术进行了大量的研究,文中主要综述了传统X射线照相、数字X射线计算机断层扫描、变入射角超声波、相控阵超声波、超声衍射时差、非线性超声、涡流、红外热成像等无损检测技术在搅拌摩擦焊焊后和在线焊接缺陷检测方面的研究情况。     

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.     

铝合金搅拌摩擦焊焊缝未焊透缺陷的无损检测

文中通过改变对接面倾斜角获得不同弯曲形态的铝合金搅拌摩擦焊焊缝未焊透缺陷,分别采用超声相控阵、超声波C扫和X射线对其进行检测。结果表明,采用A扫描加S扫描的扫查模式,通过超声相控阵可以方便、有效地检测出搅拌摩擦焊焊缝细微、取向复杂的缺陷,而超声波C扫和X射线仅对于接近竖直的未焊透有很高的检出率。     

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...     

搅拌摩擦焊焊缝超声TOFD检测与缺陷评估方法

针对特种焊接构件中缺陷取向与检测面垂直的情况,采用超声衍射时差技术（TOFD）,对搅拌摩擦焊（FSW）焊缝中的缺陷进行识别和可视化检测,开展搅拌摩擦焊焊缝超声TOFD检测与缺陷评估方法研究。建立了FSW缺陷判别方法,实现了焊接工艺参数的优化,确保了焊缝质量,对FSW的推广和应用具有重要的意义和实际生产价值。     

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.     

搅拌摩擦焊焊缝缺陷形态对超声相控阵检测的影响

搅拌摩擦焊缺陷界面紧贴、细微、取向复杂,常用的检测方法在角度选择及缺陷判别上存在难点,超声相控阵可在单一探头上实现多角度聚焦扫查。以不同形态未焊透(LOP)和隧道孔作为研究对象,采用超声相控阵扇扫,研究了界面取向和曲率对检测的影响。结果表明:超声相控阵扇扫可不移动探头对未焊透和隧道孔进行精确识别;平直未焊透界面检测受界面取向及入射角的共同影响,信号强度与声束和界面偏离垂直的程度呈反比,弯曲未焊透界面检测受界面曲率影响,信号强度与曲率成反比,综合多角度检测得到的角度-幅值曲线可以判断未焊透界面是否弯曲。     

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。     

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.     

2219铝合金搅拌摩擦焊焊缝相控阵超声波无损检测

分析了2219铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷特征,研究了2219铝合金搅拌摩擦焊焊缝缺陷相控阵超声波检测技术的原理和特点,采用相控阵超声波检测方法对典型的搅拌摩擦焊焊缝缺陷进行了检测,并通过金相剖切结果对检测结果进行了验证和对比分析。结果表明,针对搅拌摩擦焊焊缝缺陷的特点,相控阵超声波无损检测技术对缺陷的检出能力强,对搅拌摩擦焊焊缝的根部弱结合等面积型缺陷和孔洞等体积型缺陷都有较好的检测能力,是一种行之有效的搅拌摩擦焊焊缝缺陷检测方法。     

铝合金厚板搅拌摩擦焊焊缝金属流动行为研究进展

为减少大厚板5A06铝合金激光焊接缺陷,提高焊接过程稳定性,采用激光光束以一定方式运动的扫描焊接的新焊接方法,研究了激光束不同的运动轨迹、幅度、频率对铝合金激光深熔焊接焊缝气孔率的影响,并在焊接坡口设计优化基础上应用窄间隙扫描激光填丝焊接技术进行130 mm厚5A06铝合金焊接试验. 结果表明,采用圆形扫描方式,当激光光束的扫描幅度大于1 mm,扫描频率选择最高频率附近时,能够大幅降低焊缝气孔率;采用窄间隙激光扫描填丝的焊接方法,获得了焊缝平均气孔率1%,无侧壁未熔合、层间未熔合、裂纹等焊接缺陷的130 mm厚5A06铝合金优质焊接接头.     

碳钢搅拌摩擦焊研究进展

综述了碳钢的搅拌摩擦焊研究进展,重点讨论了焊接参数对接头质量的影响,并对显微组织进行了描述。另外对接头的力学性能进行了讨论。     

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...     

钛合金搅拌摩擦焊与搅拌摩擦加工研究进展

针对近年来钛合金搅拌摩擦焊与搅拌摩擦加工的国内外研究进展展开综述,对适用于钛合金搅拌摩擦焊的搅拌头研发、钛合金及其与异种金属的搅拌摩擦焊关键技术及基础问题研究、钛合金搅拌摩擦焊或搅拌摩擦加工工艺过程对双相钛合金微观组织演变的影响、基于搅拌摩擦加工方法对钛合金进行组织改性或表面改性及其性能响应等方面的重要研究成果进行列举和分析,进一步提出了钛合金搅拌摩擦焊与搅拌摩擦加工研究的发展方向,以期为搅拌摩擦焊及其衍生出的新技术原型在钛合金加工领域的研究和应用发展起到指导作用。     

搅拌摩擦焊焊缝激光检测与焊接轨迹自动修正

针对大型薄壁构件搅拌摩擦焊过程中,焊缝实际位置与程序轨迹容易出现偏差的情况,采用点扫描激光法对焊缝位置进行检测,通过开放式数控系统对数据进行实时分析与处理,得出实际焊缝分布状态,从而实现对焊接轨迹的自动修正。试验结果表明,该方法可以有效纠正焊接轨迹,提高大型薄壁构件搅拌摩擦焊的焊接质量。     

铝合金搅拌摩擦焊焊缝射线检测白色影像评定方法

针对铝合金搅拌摩擦焊焊缝在航天产品射线检测过程中发现的四种典型白色影像进行了分析,制定了影像的评定方法,为后续产品射线检测提供依据。     

6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊焊缝相控阵超声波检测

分析了6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷特征,研究了6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊焊缝缺陷相控阵超声波检测技术的原理和特点,采用相控阵超声波检测方法对典型的搅拌摩擦焊焊缝缺陷进行了检测,并通过X射线对检测结果进行了验证和对比分析。结果表明,针对6005A-T6铝合金车体搅拌摩擦焊对搭接焊缝的特点,采用相控阵超声波无损检测技术能够有效地检测出隧道孔、未焊透等典型搅拌摩擦焊焊缝缺陷,是一种切实可行的搅拌摩擦焊焊缝缺陷无损检测方法。     

搅拌摩擦焊焊接缺陷的研究

搅拌摩擦焊具有焊接质量高的显著特点,但若工艺参数选择不当也会存在焊接缺陷等问题.文中综述了国内外搅拌摩擦焊焊接缺陷的研究现状,主要涉及缺陷的类型、影响因素以及缺陷的检测方法等三方面的内容,具体包括孔洞、飞边、未焊合及沟槽等四大类缺陷.总的来看,目前对搅拌摩擦焊焊接缺陷的研究,主要是从接头性能和组织的角度出发,进而获得缺陷的种类及形成原因,对于缺陷的形成机理以及检测技术还有待深入研究,以便揭示诸多影响因素的交互作用,从而实现对缺陷的有效控制.     

铝合金搅拌摩擦焊焊接缺陷分析

采用搅拌摩擦焊方法对6mm厚的2A12及3A21铝合金进行焊接。对其焊接速度、旋转速度及压入量等工艺参数选择不当所产生的接头缺陷进行了分析;焊接缺陷的产生与焊接热输入及焊缝塑性金属的软化相关。当热输入不足或者塑性金属的软化程度较差时都会导致焊接缺陷的形成。