6061-T6铝合金薄板的搅拌摩擦焊接

采用搅拌摩擦焊(FSW)技术对1 mm厚6061-T6铝合金薄板进行了对接.研究了焊接工艺参数的范围,实验测试了焊接接头的强度、硬度和延伸率,利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了接头的微观组织.结果表明:对于1 mm厚度6061-T6铝合金,FSW的最优工艺参数为旋转速度1 800 r·min^-1,焊接速度1000 mm·min^-1;在此参数下,接头的硬度值达到母材的80%左右,抗拉强度达到母材的103%,延伸率达到母材的54%;接头的力学性能与微观结构相符.     

5083铝合金搅拌摩擦焊接头组织及力学性能研究

采用搅拌摩擦焊焊接5083铝合金,光学显微镜OM、透射电镜TEM对焊接接头进行金相分析,拉伸试验和硬度试验对焊接接头力学性能进行分析.结果表明,焊接接头焊核区为晶粒细小的等轴晶组织,热力影响区晶粒细小且沿剪切方向拉长,热影响区晶粒明显长大.其接头的力学性能显著优于传统的熔化焊,抗拉强度约为母材的90％,塑性与母材相当;...     

6061铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能研究

采用搅拌摩擦焊方法(FSW)对6 mm厚的6061-T4铝合金板材进行对接,焊后利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析、对比了焊接接头和母材的显微组织和断口形貌特征,并测试了其室温拉伸性能和显微硬度。实验结果表明:选择了适合于6061-T4铝合金板材搅拌摩擦焊的工艺参数:焊接时搅拌头旋转速度为1200 r.min-1,工件的进给速度为300 mm.min-1,在此参数下获得了与母材等强度、韧性接近于母材的焊接接头,为此种合金应用于汽车关键零部件提供了可靠的工艺方法。FSW板材接头焊核区的组织和性能明显优于其他区,热影响区是接头最薄弱的部分,焊核区的硬度最高,而热影响区的硬度最低,焊缝金属发生回复再结晶使晶粒细化。断口分析表明,断裂发生在热影响区,由于搅拌头的旋转运动和热量的累积,该区存在晶粒长大、组织粗化现象。对工艺参数的优化实验表明,搅拌头旋转速度与焊接速度对接头性能的影响存在一定的适配关系,通过工艺参数的调整可以有效地控制热影响区的焊缝组织和改善焊接接头的性能。细晶强化是搅拌摩擦焊接头强度与韧性提高的主要原因。     

对搅拌摩擦焊T型2014-T651航空铝合金的微观组织的研究

在这篇文章中,对搅拌摩擦焊(FSW)T型2014-T651铝合金的微观组织进行了研究。通过光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD)和In-situXRD对材料的微观组织进行了观察,并且采用了适当热处理参数进行了对比。结果表明,搅拌区(SZ)由于发生了再结晶受热处理影响最为敏感,热处理后SZ区域所有晶粒尺寸增大,并且织构有序化明显。热处理后第二相在SZ区域沿晶界析出,然而在BM/TMAZ/HAZ区域均匀析出。     

搅拌摩擦修复6061-T4铝合金裂纹的 组织和性能

采用搅拌摩擦方法对预制裂纹的6061-T4铝合金板进行修复,研究了表面裂纹和贯穿裂纹2种类型试样修复区的微观金相组织和抗拉性能及硬度分布.结果表明: 2种预制裂纹试样在合适的焊接工艺参数下,经搅拌摩擦修复后裂纹都能愈合.修复区晶粒由于动态再结晶,晶粒细化形成细小的等轴晶粒,裂纹修复后的试样抗拉强度能达到母材强度的78 %,表面裂纹试样的伸长率达到16.1 %、贯穿裂纹试样伸长率达到14.2 %,为韧性断裂;裂纹修复区的显微硬度的分布曲线基本呈现“W”形.      

焊接速度对机器人搅拌摩擦焊AA7B04铝合金接头组织和力学性能的影响

针对熔化焊在焊接AA7B04铝合金时易在焊缝中出现孔洞等缺陷,且接头性能下降明显、焊后变形大,以及采用铆接等机械连接方式会增加连接件的重量等问题,采用集成了搅拌摩擦焊末端执行器的KUKA Titan机器人对2 mm厚AA7B04高强铝合金进行了焊接,在转速为800 r·min^-1的条件下,研究了焊度对焊接过程中搅拌头3个方向的受力F_x、F_y和F_z的影响.研究发现,F_z受焊速的影响显著,随焊速的增加而降低.利用光学显微镜、透射电子显微镜、拉伸试验、三点弯曲试验和硬度测试等方法,研究了不同焊速下AA7B04铝合金接头的微观组织和力学性能.结果表明：当焊速为100 mm·min^-1时,接头的抗拉强度最高为447 MPa,可达母材的80%,且所有接头的正弯和背弯180°均无裂纹;接头横截面的硬度分布呈W型,硬度最低点出现在热力影响区和焊核区的交界处,焊速不同会导致不同的焊接热循环,且随着焊速的增加接头的硬度随之增加;焊核区组织发生了动态再结晶,生成了细小的等轴晶粒,前进侧和后退侧热力影响区的晶粒均发生了明显的变形;前进侧热影响区析出η'相,后退侧热影响区因温度较高析出η'相和尺寸较大的η相.     

搅拌头转速对6063铝合金双面搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用光学显微镜和拉伸试验机,研究了搅拌头转速对6063-T4铝合金挤压材双面搅拌摩擦焊接头显微组织与力学性能的影响.结果表明,随着搅拌头转速的增加,焊接接头的热输入量增大,焊核区和热影响区的晶粒尺寸增大,焊接接头的强度逐渐下降.搅拌头转速为1000rpm时,焊接接头的强度最高,抗拉强度为132.2MPa,屈服强度为78...     

喷射成形7055铝合金搅拌摩擦焊的焊缝组织与力学性能

采用全自动控制的往复喷射成形工艺批量生产大规格的7055铝合金锭坯,对喷射成形7055铝合金板材进行搅拌摩擦焊.通过对搅拌摩擦焊塑性连接时的焊缝成形、焊缝组织及力学性能进行研究,实验结果证实:用搅拌摩擦焊焊接4mm厚的7055铝合金板材,选用合适的工艺参数,可获得外形美观、组织无缺陷、无变形的焊缝.焊缝各区域的组织有明...     

焊后时效对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的影响

对4组6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行焊后人工时效处理,采用OM,SEM等分析了时效处理工艺对接头的组织和力学性能的影响规律和机制。研究表明:焊缝截面形貌呈现典型的3个区,时效处理后,焊缝区晶粒形貌无显著变化,晶界较自然时效清晰,晶内析出相也明显增多;接头强度和显微硬度随人工时效处理时间的延长而提高,提高幅度随保温时间逐渐减小;时效处理为8 h时接头力学性能优良,接头抗拉强度均达到265 MPa以上,约为母材的93.0%;焊核区硬度达到90 HV,约为母材的90%。时效处理中,焊接过程中固溶在基体中的第二相粒子析出,形成弥散强化效应,大幅提高接头的强度和硬度。随着时效时间的延长,析出粒子逐渐较少,强化效应逐渐减弱;接头最薄弱的区均位于后退侧的热机械影响区,其最低硬度值约为母材的75%。拉伸断口均与拉伸方向成约45°角,断口平整,呈典型的切断断口形貌,与自然时效接头的断口形貌相比,时效处理后接头的断口韧窝大而浅,塑性稍有降低。     

镁-铝异种合金搅拌摩擦焊的研究现状及展望

镁合金具有高的比强度和比刚度,被广泛应用于各种工程领域。然而镁合金存在易腐蚀和成形性能差等缺点,极大地制约了镁合金的广泛应用。铝合金密度低,强度高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,在工业上得到了广泛使用,使用量仅次于钢。在航空航天、轨道交通及汽车等精密工业中,异种合金间的焊接被认为是最复杂的工程之一。通过镁-铝异种合金的焊接,有效结合两种合金的优点,从而满足一些特殊工作环境对零件的使用要求。与此同时,镁-铝异种合金的焊接可显著节省材料从而降低成本,极大拓展了镁合金和铝合金的应用。搅拌摩擦焊可以显著改善传统熔焊工艺中存在的许多冶金问题,从而获得高质量的焊接接头。因此,不同牌号的镁-铝搅拌摩擦焊既有重大的科学研究价值又有巨大的工业应用价值。本文总结了镁-铝合金搅拌摩擦焊的研究进展,特别关注了搅拌摩擦焊工艺参数对微观组织演变、力学性能及相关缺陷的影响,并对后续的研究热点进行了展望。     

7005-T6铝合金搅拌摩擦焊焊接工艺与接头组织性能研究

通过固定搅拌头旋转速度,改变焊接速度对8 mm厚7005-T6铝合金板材对接接头进行搅拌摩擦焊,分析了在搅拌摩擦焊过程中不同焊接速度对焊接接头力学性能、焊缝微观组织和硬度的影响.研究表明,当焊接速度在200～350 mm/min时,接头的抗拉强度先减小后增大,当焊接速度为350 mm/min时焊接接头抗拉强度最高.由于...     

大厚度紫铜搅拌摩擦焊接

采用搅拌摩擦焊接方法对厚度为30mm和50mm的T2紫铜板分别进行单面和双面焊接实验,并对焊缝的微观组织与力学性能进行了分析.结果表明:在一定的参数范围内,可获得表面成形美观、内部无缺陷且变形小的对接接头.30mm T2紫铜板单道焊焊后平均抗拉强度为177.2MPa,达到母材的81.7%,断后平均伸长率为25.4%;焊缝横切面显微硬度分布波动较大,最低值位于前进侧热影响区底部,说明了此处位置是焊缝薄弱环节.     

搅拌摩擦焊接6061-T6铝合金板材焊缝的轧制变形微观取向

对搅拌摩擦焊接的6061-T6板材进行轧制,利用电子背散射衍射(electron backscatter diffraction,EBSD)技术表征轧制后焊缝的微观组织和取向,并测定焊接板材的抗拉强度,研究焊缝在轧制过程中的微观组织以及织构的演化。结果表明:随轧制压下量增加,焊接板的抗拉强度增加,压下量为40%和60%时,焊接板材的抗拉强度分别为254 MPa和262 MPa。随压下量从40%增加到60%,焊缝中大角度晶界的比例增加,出现多边形细晶和形成(20°,45°,0°)再结晶织构,表明焊缝中发生了动态再结晶,焊缝的组织发生变化,并导致抗拉强度提高。     

焊接旋转速度对搅拌摩擦焊接头性能的影响

以地铁侧墙产品(板厚3.5mm)为实验对象,考察在相同搅拌头、焊接速度、下压量的前提下,改变搅拌头的旋转速度对接头力学性能的影响.通过对焊后试件进行外观、低倍、拉伸、弯曲、硬度检测的实验数据进行对比,结果表明,在旋转速度为1400r/min时,其接头力学性能最佳.     

稀土镁合金搅拌摩擦焊接接头组织及性能分析

成功实现了7 mm厚Mg-Gd-Y系镁合金板的搅拌摩擦焊接,用光学电子显微镜、扫描电子显微镜等手段对焊接接头进行分析。实验结果表明:接头表面光滑,没有裂纹。显微组织特征显示接头有明显分区,各区域晶粒度存在差异。在旋转速度为800 r·min-1,焊接速度为100 mm·min-1时,可以获得较好的焊接性能,抗拉强度达到母材的87%,断后伸长率达到母材的84%。焊缝显微硬度的最低值出现在前进侧机械热影响区,断口表现为准解理断裂特征,断口剖面局部可见镁与稀土元素Gd和Y形成的形状规则、颗粒细小的第二相粒子。     

温度对2219铝合金及搅拌摩擦焊焊接接头性能的影响

通过拉伸试验,测定了2219-T87铝合金母材及其搅拌摩擦焊（FSW）焊接接头不同温度下的力学性能。利用扫描电镜与光学显微镜等手段,对母材和焊接接头的微观组织及断口形貌进行了观察和分析。试验结果表明,该铝合金及其焊接接头具有低温增强增韧现象,适合在低温下工作;同时表明FSW是一种非常优异的焊接工艺。     

厚板2195铝锂合金搅拌摩擦焊缝组织及性能研究

采用搅拌头转速800r/min、焊接速度150mm/min、搅拌头倾角2.5°的工艺参数焊接了10mm厚2195铝锂合金,并对接头组织及性能开展分析研究。结果表明:厚板2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织分为焊核区、热机影响区、热影响区及轴肩影响区四个区域,且焊核中心也有明显的"洋葱环"结构;接头抗拉强度及延伸率分别达到母材的70%与60%,力学性能良好;接头各区域受搅拌作用及热循环影响的不同,晶粒组织尺寸存在差异,焊核区硬度最低,热机影响区次之,母材区硬度最大;接头断口以等轴韧窝为主,属于典型韧性断裂。     

铝锂合金的搅拌摩擦焊接技术研究与应用现状

对铝锂合金搅拌摩擦焊的焊接区宏观形貌、析出相等微观组织和拉伸、疲劳等力学性能进行了综述和分析,介绍了铝锂合金搅拌摩擦焊接在航空航天领域的最新应用,提出了下一步铝锂合金搅拌摩擦焊的发展方向。     

转速、焊速对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊性能的影响

对3 mm厚6061-T6铝合金板材的搅拌摩擦焊工艺进行试验研究,分析了在搅拌摩擦焊焊接过程中不同搅拌头转速、焊接速度对焊接接头力学性能和焊缝中"S"线缺陷的影响。研究结果表明,当搅拌头转速保持在1 200 r·min~(-1)时,焊接工艺窗口较宽;当焊接速度为700 mm·min~(-1)、搅拌头的旋转速度为1 200 r·min~(-1)时焊缝的强度最高,为251.608 MPa,焊缝强度达到了母材的81.16%。焊接过程中提高搅拌头的旋转速度、减小焊接速度能够减少焊缝中"S"线缺陷的产生。