超声波测定摩擦焊接头残余应力

采用１５ＭＨｚ超声聚焦探头对４５号钢摩擦焊接头进行试验检测,根据有限弹性变形理论建立了超声波测定摩擦焊接头残余应力的计算模型,并计算出接头中轴向残余应力和径向残余应力的分布规律。结果表明,摩擦焊接头焊缝区和近缝区的轴向残余应力为压应力,而远离焊缝区域为拉应力;接头内径向残余应力在轴心处为压应力,随着远离轴心逐渐由拉应力变为压应力,在接头边缘区域为拉应力。试验结果还表明材料的各向异怀对超声波测定摩擦     

铝合金搅拌摩擦焊接头残余应力测试分析

采用小孔法研究厚2 mm的6061-T5铝合金搅拌摩擦焊对接接头残余应力的分布规律,分别测量接头处垂直、平行于焊缝的残余应力,并进行了计算分析。结果显示,搅拌摩擦焊接头残余应力在焊缝及其附近区域无论是垂直还是在平行焊缝方向的均承受压应力,且随小孔深度的增加而增加。垂直和平行于焊缝方向的残余应力呈现出周期性分布,且它们在前进侧的周期相比于后退侧较小;残余应力在焊缝两侧呈不对称分布,后退侧应力值较高,其残余应力峰值出现在后退侧轴肩作用区域边缘处,其值分别为93 MPa和100 MPa。     

基于轮廓法测试惯性摩擦焊接头内部残余应力

采用轮廓法测试小尺寸镍基高温合金惯性摩擦焊接头的内部环向应力、中等尺寸惯性摩擦焊接头内部环向和轴向应力;分析惯性摩擦焊接头内部环向和轴向残余应力分布特征. 结果表明,轮廓法能测试小尺寸及窄小焊缝试件的内部残余应力,能反映出窄小焊缝内部的大梯度焊接残余应力全貌;惯性摩擦焊接头的环向应力沿轴向变化剧烈,沿环向分布均匀,沿厚度分布不均匀;焊缝中心位置外表层区域环向应力小于内表层区域环向应力;焊缝中心外表面轴向应力为压应力,而内表面轴向应力为拉应力,且轴向应力沿厚度呈线性变化.     

激光全息小孔法验证超声波法残余应力无损测量

基于声弹性效应,超声波可以无损检测出结构内部应力.利用建立的基于临界折射纵波的超声波法焊接残余应力测量系统,对低碳钢双丝焊纵向焊接残余应力进行了实时快速无损测量.使用激光全息小孔法对超声波法测量系统的测量结果进行了验证.对两种方法的测量过程和测量结果进行了对比.结果表明,超声波法测量结果可靠,声波法克服了传统应力测量方法费时、耗力、破坏、体积庞大等缺点,整个设备轻便,可单人手提.系统支持程序使测量操作简便,过程实时快速.     

搅拌摩擦焊接头残余应力的试验

搅拌摩擦焊是 90年代出现的一种新型焊接技术 ,特别适用于熔化焊接性差的铝合金等材料。搅拌摩擦焊接头的纵向残余应力分布具有高应力梯度的特点 ,传统的应变片钻孔法不能满足测量要求。提出了云纹干涉钻孔法测量非均匀分布残余应力的计算公式和试验方法。该方法由云纹干涉法测量钻孔释放的位移条纹 ,通过确定孔边待测区域内三个测量点的条纹值 ,可直接得到该区域内的残余应力。利用该方法测量了铝合金薄板搅拌摩擦焊接头纵向残余应力沿深度和横向的分布 ,其分布规律表现为在搅拌带内为拉应力 ,搅拌带外残余应力的值迅速下降 ,并变为压应力以保持平衡。     

2205不锈钢摩擦焊接头组织及残余应力分布

采用X射线衍射技术对2205双相不锈钢焊接界面残余应力进行测试,同时利用光学显微镜及电子背散射衍射技术(EBSD)对接头旋合区（RZ）、热机影响区（TMAZ）及热影响区（HAZ）微观组织进行分析。结果表明：接头轴向、径向残余应力均表现为压应力状态,呈单边V形分布,其中轴向残余应力峰值(－287 MPa)位于热机影响区(TMAZ)边缘,该区域α相和γ相在焊接过程中,在剪切及摩擦作用下,发生剧烈扭曲;而焊缝中心旋合区具有明显的动态再结晶特征,呈细小等轴晶状(3~4 μm),残余应力仅为在－15~－54 MPa。     

摩擦焊接头残余应力及组织对超声频谱的影响

用频率为１５ＭＨＺ的超声水浸透射法对４５钢摩擦焊接头进行了检测试验。通过对消除应力退火前后的超声信号进行谐波分析,发现了焊缝和热曩区残余应力及显微组织绎超声频谱的影响规律。     

电渣焊接头焊接残余应力与变形的数值模拟

为研究电渣焊接头焊接残余应力的分布规律及变形特征,基于有限元分析软件MSC. Marc,开发了用于模拟电渣焊接头温度场、残余应力与焊接变形的热-弹-塑性有限元计算方法. 在所开发的计算方法中,采用全椭球等密度体积移动热源模型来模拟电渣焊的热输入,并以生死单元技术考虑焊缝成形,数值模拟了箱型柱中的腹板与隔板处电渣焊接头的焊接残余应力与变形. 同时,采用试验方法实测了电渣焊接头的横向收缩及角变形. 结果表明,横向收缩和角变形的计算结果都与试验值比较吻合,验证了所开发的数值计算方法的妥当性. 此外,利用数值模拟方法详细研究了电渣焊接头焊接残余应力的分布特征.     

摩擦搅拌焊接过程残余应力的中子衍射法测量分析

利用中子衍射法测量了2024-T4铝合金板摩擦搅拌焊接头残余应力分布,得到了接头内部不同位置处的残余应力,研究了焊接速度对残余应力的影响。结果表明,纵向残余应力总体水平比横向残余应力高,是接头内的主要残余应力;当搅拌头转速相同时,提高焊接速度,纵向残余应力增大;横向残余应力除了在匙孔附近较大外,在其余位置处的残余应力都围绕0轴在拉应力与压应力之间波动,整体残余应力水平相对纵向残余应力小很多。     

基于轮廓法测试镍基高温合金惯性摩擦焊接头内部残余应力

采用轮廓法(contour method)测试小直径FGH96镍基高温合金惯性摩擦焊接接头的内部环向应力。详细介绍了轮廓法测试步骤,包括试样切割、切割面轮廓测试、数据处理和有限元分析;获得了FGH96镍基高温合金惯性摩擦焊接接头内部环向应力分布全貌并分析其分布特征。测试结果表明:镍基高温合金惯性摩擦焊接接头的焊缝中心位置环向应力为非常大的拉应力,峰值拉应力为1200 MPa,达到材料室温时的屈服强度;焊缝区域(距焊缝中心±5 mm区域)近内壁区域的环向应力大于外壁区域环向应力,垂直焊缝方向的环向应力变化梯度非常大;远离焊缝区域,焊缝两侧的环向应力不对称。     

保压腔条件下异种金属摩擦焊顶锻力研究

研究了保压腔条件下异种金属摩擦焊的顶锻过程，运用塑性力学中的上限原理分析了顶锻过程中塑性变形区的速度场和应变场，并导出了能发生顶锻位移的最小顶锻力的理论表达式。同时用实验手段研究了顶锻力与顶锻位移之间的关系，并通过接头性能的考核试验，验证了上述关系理论。     

提高TC4钛合金惯性摩擦焊接头塑性的研究

研究了惯性摩擦焊工艺参数对ＴＣ４钛合金焊接接头塑性的影响。结果表明．选择适当的焊接工艺参数可以使焊接接头在不降低强度的前提下，塑性有明显的提高，并得到了最佳焊接工艺参数。     

基于计算机技术镁/铝合金FSW接头寿命预测

采用不同的摩擦头搅拌速度、焊接速度和单位长度上的旋转次数进行AZ91D镁合金和6061铝合金的搅拌摩擦焊,获得表征焊接接头寿命的指标数据;并将其作为计算机预测模型的训练样本和验证样本,构建了两种预测模型进行试验.结果表明,3×12×2三层结构模型的训练误差过大无法满足试验要求,3×12×8×2四层结构预测模型的训练误差和预测误差均较小,预测精度较高,具有较大的实用价值.     

TiAl合金与GH3039摩擦焊接界面组织

使用GH3039合金作为γ-TiAl与碳钢摩擦焊接的过渡第三体,采用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）分析了TiAl/GH3039摩擦焊接接头的界面结构。结果表明,γ-TiAl和GH3039摩擦焊接接头的最大抗拉伸强度能达到400 MPa以上。GH3039一侧热力影响区的塑性变形大于TiAl一侧,并且在两侧均发生动态再结晶。接近GH3039母材相层中的Ni含量几乎不变,接近TiAl母材相层中的Ti含量也几乎不变。在GH3039侧面附近的焊接区中,富Ni和富Cr晶粒的分布是互补的。Ti和Al容易溶于富Ni的晶粒中,而Mn容易溶于富Cr的晶粒中。在结合区中形成的大量富Cr晶粒是体心立方结构的α-Cr。γ-TiAl和GH3039摩擦焊接的典型界面结构为：γ-TiAl+α₂-Ti₃Al/α₂+τ₃/τ₃-Al_1+x-yTi_1+yNi_1-x/τ₃+α-Cr/(Ni, Cr)_ss/GH3039。     

搅拌摩擦焊与氩弧焊接接头摩擦磨损性能研究

分别试验了LF2铝合金搅拌摩擦焊焊接接头与氩弧焊接接头的摩擦磨损行为，试验分为3个阶段进行，转数分别为480，1200，2400转。结果表明在相同的实验条件下，搅拌摩擦焊接头的摩擦磨损性能明显优于氩弧焊接接头，其中第一阶段磨损失质量差别不大，后两个阶段搅拌氩弧焊接接头的磨损失质量是搅拌摩擦焊接头的4~6倍。氩弧焊接接头磨损表面呈现明显的塑性变形和表层剥落开裂迹象。搅拌摩擦焊接头磨损表面呈现轻微的疲劳磨损特征。     

摩擦焊钻杆焊热淬火正交试验研究

进行了在摩擦焊局部高温形变条件下,利用焊接余热直接淬火并辅以高温回火的摩擦焊焊热淬火实验研究.正交试验结果表明,摩擦焊后机上淬火不影响材料的可焊性;焊接规范由弱变强,则韧性降低;冷却规范由弱变强(即冷却曲线变陡,冷却速度加快)则韧性提高.     

钛合金线性摩擦焊接头焊接缺陷分析

本文选用几种不同工艺参数对TC17钛合金进行线性摩擦焊试验。采用填埋热电偶的方法测量焊接过程中界面温度,运用光学显微镜、扫描电子显微镜等测试手段对接头焊接缺陷进行深入分析,利用显微硬度仪测量了两种不同参数下接头的显微硬度分布。研究表明：当振幅a=1mm时,焊接过程中热输入严重不足,无法得到良好的焊接接头,焊接过程中界面最高温度仅达到相变点附近,而采用a=3mm焊接时,界面温度可以达到1170℃。振幅a=1mm得到的TC17(α+β)/TC17(β)钛合金线性摩擦焊接头界面会出现孔洞、磨损颗粒、氧化物及夹杂、局部未焊合等焊接缺陷。显微硬度测试结果表明：在a=3mm参数下接头焊缝中心显微硬度值最低,相反残留氧化物及夹杂的存在使得振幅a=1mm时得到的接头焊缝中心显微硬度值达到最大。     

搅拌摩擦焊技术的最新进展

介绍了近年来搅拌摩擦焊技术的最新进展，涉及搅拌摩擦焊适用材料、接头微观组织、焊接工具、成形机理及搅拌摩擦焊的应用领域，并展望了FSW良好的发展前景。     

搅拌摩擦焊温度场最新研究进展

早期的搅拌摩擦焊温度场模型只考虑了摩擦产热,而忽略了塑性变形产热。在刚结束的第五届搅拌摩擦焊国际会议上,有许多学者就塑性变形产热对其温度场的影响进行了研究,本文对此作了概括地介绍分析。     

搅拌摩擦焊温度场最新研究进展

早期的搅拌摩擦焊温度场模型只考虑了摩擦产热，而忽略了塑性变形产热。在刚结束的第五届搅拌摩擦焊国际会议上，有许多学者就塑性变形产热对其温度场的影响进行了研究，本文对此作了概括地介绍分析。