搅拌摩擦点焊工艺参数对接头组织及力学性能的影响

采用回填式搅拌摩擦点焊技术制备1.0 mm厚 6016-T4 铝合金点焊接头,并通过正交试验法对其表面成形、剪切拉伸、十字拉伸和显微硬度进行分析,探究焊接工艺参数对6016-T4铝合金点焊接头组织及力学性能的影响。结果表明,焊接时间4.5 s、旋转速度1 600 r/min、下扎深度1.4 mm为最佳焊接工艺参数,接头剪切拉伸力、十字拉伸力分别为4.02 kN与1.32 kN;中间部位的搅拌针作用区硬度较为均匀,硬度值高于母材区;焊点接头在剥离试验过程中均未出现松动,说明焊点牢固,质量良好。     

7075铝合金薄板搅拌摩擦点焊接头力学性能研究

采用正交试验法对7075铝合金薄板搅拌摩擦点焊工艺参数进行了优化,分析了点焊接头的成形情况,测试了接头的抗拉强度和焊点的硬度,分析了接头冶金结合面积与最大抗拉载荷之间的关系.结果表明,焊接停留时间对焊点抗拉强度的影响最显著,其次是搅拌头旋转速度,而轴肩下压量的影响最小.焊接工艺参数为:停留时间6s、下压量0.2mam、旋转速度1 500 r/min时,焊点最大抗拉载荷为6.07 kN,焊点表面成形良好,冶金结合程度最佳,焊点硬度分布呈“W”形,热影响区硬度值最低.     

铝合金搅拌摩擦点焊接头力学性能数值模拟

针对铝合金搅拌摩擦点焊工艺,通过实验测试,确定了点焊接头各组织形态和材料属性,建立了接头拉剪力学性能的数值模拟分析模型,获得了拉剪载荷作用下点焊接头的应力分布与变形规律,揭示了接头失效过程.研究结果可为铝合金搅拌摩擦点焊接头拉剪力学性能的分析与评价提供参考.     

工艺参数对载流搅拌摩擦点焊修复模具性能的影响分析

采用不同工艺参数进行H13钢热作模具的载流搅拌摩擦点焊修复,并进行显微组织、力学性能和耐磨损性能的检测与分析。结果表明,随搅拌头旋转速度、焊接电流、焊接时间的增大,修复后模具的力学性能和耐磨损性能均先增大后减小;与全新模具相比,修复后模具的抗拉强度、延伸率可增大27 MPa和2.1%,磨损体积减小37.9%。     

工艺参数对填充式搅拌摩擦无匙孔点焊性能的影响

采用填充式搅拌摩擦无匙孔点焊对2mm厚的2A12-T4铝合金薄板进行焊接,研究不同工艺参数对接头性能的影响.结果表明,当其它焊接参数不变,旋转速度为600r/min时,接头的剪切力达到最大值,为4707N.在600～1000r/min时,随着旋转速度的提高,点焊接头的剪切力逐渐减小.随着轴肩回压距离的增大,接头的剪切力逐渐增加,当轴肩回压距离达到1.2mm时,接头的剪切力达到最大.随着搅拌针伸出长度的增大,接头的剪切力逐渐增加,当伸出长度达到3.4mm时,接头的剪切力达到最大.接头的显微硬度在100～150HV之间,混合区硬度最高,搅拌区硬度最低.     

机器人搅拌摩擦点焊系统设计

搅拌摩擦点焊是一种新型固相焊接技术,机器人焊接是焊接制造业的主要发展方向,将搅拌摩擦点焊与机器人相结合,通过加工相应的焊接装置以及增加机器人的承载能力,设计完成机器人搅拌摩擦点焊装置,实现对搅拌针的精确控制。机器人搅拌摩擦点焊的控制系统是将机器人控制系统和搅拌摩擦点焊控制系统结合,在焊接过程中二者既能独立运行,又相互联系,实现搅拌摩擦点焊装置与机器人协同工作模式,从而实现无间断循环的焊接过程,提高焊接效率。通过实验对比分析机器人搅拌摩擦点焊与传统龙门式搅拌摩擦点焊焊接的工件表面成形和焊点力学性能,结果表明:机器人搅拌摩擦点焊系统实现了复杂结构工件的焊接,表面成形良好,无明显的焊接缺陷,且焊点结合强度与龙门式相当,机器人搅拌摩擦点焊系统具有良好的焊接性能。     

工艺参数对紫铜搅拌摩擦焊焊接接头成形及力学性能的影响

对T2紫铜的搅拌摩擦焊工艺进行了试验研究,并分析了焊接工艺参数对接头成形和力学性能的影响。结果表明,搅拌头形状和焊接速度、搅拌头转速、搅拌头偏转角度等工艺参数对焊缝成形有重要的影响。当焊接规范合适时,可以得到成形美观、内部无缺陷、力学性能良好的接头。焊接接头的硬度分布沿焊缝中心基本对称,焊核区硬度较高,热影响区硬度最低。     

工艺参数对5A05铝合金搅拌摩擦焊接接头性能的影响

分别采用750r/min-47.5mm/min,950 r/min-47.5mm/min,1180 r/min-47.5mm/min,1500 r/min-47.5mm/min四种工艺参数对3mm厚的5A05铝合金进行了搅拌摩擦焊接.结果表明,焊速为47.5mm/min、转速为1180r/min时,可获得较好的焊接接头,其抗拉强度达到最大值270MPa,是母材强度的98%.焊接接头的硬度分布存在一定的规律,沿焊缝中心两侧基本对称,由中心向两侧硬度逐渐降低,当到达TMAZ/HAZ过渡区时达到最低值,其后逐渐增加,最终达到与母材相等.拉伸断口表现为韧性断裂的特征.     

搅拌摩擦焊工艺参数对异种镁合金接头组织和性能的影响

对异种变形镁合金AZ31B与AZ61A进行搅拌摩擦焊对接试验,研究了工艺参数对接头组织及力学性能的影响.结果表明:当采用凹面圆台形搅拌头,且将AZ31B置于后退侧进行施焊时易得到成形良好、无焊接缺欠的对接接头,接头抗拉强度最高可达到母材AZ31B的90.5%.对焊缝的端面微观组织特征分析发现:接头各区域组织差异很大,前进侧热力影响区组织呈层状分布且较宽.当工艺参数不恰当时,该区域层状组织间易产生氧化物和杂质物的富集,夹杂层的存在及应力集中是造成接头在前进侧热力影响区力学性能下降的最主要原因.     

铝合金搅拌摩擦点焊的研究现状与发展

介绍了国内外搅拌摩擦点焊最新的焊接方法,以及各种方法的原理及优缺点.国内外研究表明,搅拌摩擦点焊可以很好地焊接铝合金,其接头性能优于电阻点焊.搅拌摩擦点焊的方法有很多,各有优缺点,需要根据具体的情况进行选用.搅拌摩擦点焊的工艺参数对性能影响较大,每个参数都有最佳范嗣,需要综合进行考虑.并对搅拌摩擦点焊的发展趋势进行了分析.     

Influences of welding parameters on mechanical properties of AZ31 friction stir spot welds

Abstract

In this study, the influence of welding parameters, including tool rotational speed, plunge rate and dwell time, on the overlap tensile shear properties of AZ31 friction stir spot welds was investigated. The microstructures in stir zones and fracture surfaces were observed using optical microscope and scanning electron microscope respectively. The bonded width and h value (the distance from the tip of the partially bonded region to the top of the weld surface) were measured. The results indicated that larger bonded width and higher h value of the AZ31 weld result in better mechanical property. It is proposed that high tensile shear loads are produced when the tool rotational speed range of 1500–2250 rev min^?1 and 1 s dwell time are applied during the friction stir spot welding of AZ31. The plunge rate range from 2·5 to 10 mm s^?1 has insignificant influence on the tensile shear load of AZ31 joints under the present conditions. The failure mode changes from interfacial to pullout when the tool rotational speed is >2250 rev min^?1. The fracture feature of AZ31 welds is brittle fracture.     

工艺参数对搅拌摩擦焊变形铝合金接头性能的影响

文中采用搅拌摩擦焊方法对4 mm厚的1060,2024,6061三种变形铝合金板材进行对接试验,焊后利用光学显微镜和扫描电镜分析、对比了焊接接头各区的微观组织和试样断口形貌,并测试了其拉伸性能和显微硬度.结果表明,三种材料接头焊核区的组织细小且焊核区的硬度最高,而热影响区组织粗大且硬度最低.接头的强度都随焊接速度和搅拌头旋转速度的增大呈先增大后减小的趋势,且接头最优抗拉强度与母材强度呈线性关系.拉伸试验中试样在热影响区断裂、断口呈韧窝状,为典型的韧性断裂.热影响区组织粗大和二次相偏聚是造成接头薄弱点的主要原因.     

搅拌摩擦焊工艺参数对纯铜接头组织和力学性能的影响

研究了搅拌摩擦焊工艺参数对3 mm的纯铜板材焊接接头组织和力学性能的影响.结果表明,在搅拌头旋转频率固定为800 r/m in,焊接速度在60~300 mm/m in范围内均得到了外表面美观、内部无缺陷的接头.焊接接头由两边向中间依次由母材区、热影响区、热力影响区和搅拌区组成.搅拌区组织由于动态再结晶作用使得该部分区域...     

工艺参数对2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

文中采用不同搅拌摩擦焊工艺对2195铝锂合金的可焊性进行了研究.结果表明,接头抗拉强度随旋转频率的提高先增后减,随焊接速度的提高先增后减.当旋转频率为600 r/min、焊接速度为200 mm/min时,接头抗拉强度最高,为432.8 MPa,是母材强度的77.3%.接头区域的硬度低于母材.热影响区内临近HAZ/TMAZ界面的区域是整个接头中软化程度最大的区域.根据热输入的变化,断裂方式可以分为两种:模式1:断裂发生在热影响区,呈现塑性断裂特征,断口特征为等轴韧窝;模式2:断裂发生在焊核区,断裂方式为韧-脆混合型断裂.     

搅拌摩擦焊工艺参数窗口的建立与接头性能

搅拌摩擦焊的工艺参数对焊缝的表面成形和接头性能有着决定性的影响.以3mm铝合金2024板材对接焊为代表,通过大量的工艺参数试验,考查了多种焊接参数组合下的焊接接头质量,并在此基础上建立了工艺参数窗口.结果表明,在转速375～475r/min,焊接速度150～235mm/min的工艺参数窗口内,接头可以获得母材80%以上的抗拉强度.通过对拉伸断口的显微分析,发现靠搅拌区上方的材料塑性较好,搅拌区底部材料抗变形能力较差,接头区沿厚度方向分层严重.     

Microstructure and mechanical behaviour of pinless friction stir spot welded AA2198 joints

In this study, pinless friction stir spot welding of 1.8 mm thick 2198-T8 aluminium–lithium alloy plates was carried out. The change of the angle between the nugget edge and the surface, and the relationship between this angle and joint mechanical property were analysed. The results show that the angle increases rapidly initially and then approaches 45°, which is due to the extrusion of nugget material and its flow along the surrounding ‘cold’ metal during welding. The tensile strength is determined by the nugget edge angle and hook defect. Tensile loads reach a higher value when the nugget edge angle approaches 45° but have a slight decrease with the hook angle changing from obtuse to acute. The maximum tensile/shear strength could be 8.57 kN at the rotation speed of 1500 rev min^??1 and the dwell time of 12 s.