2A12-T4/7A09-T6铝合金搅拌摩擦焊搭接接头性能分析

采用不同的搅拌摩擦焊工艺参数对1.2 mm 2A12-T4铝合金搭接4.0 mm 7A09-T6铝合金板材进行焊接试验,对焊后试样进行力学拉伸检测并对焊缝横截面进行微观组织观测. 结果表明,搅拌针从厚板插入薄板的接头力学性能高于从薄板插入厚板,当转速达到800 r/min、焊接速度达到400 mm/min时,焊接接头的抗拉伸载荷达到最高的17 kN,达到薄板2A12-T4铝合金母材的85%. 在焊接速度不变的情况下,随着转速的提升,焊缝横截面的界面曲线长度缩短,而界面长度曲线越短,接头力学性能越好. 试样断口全部出现在薄板一侧的焊缝起始端,断裂机制为混合断裂.     

2A12-T4/7A09-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头性能研究

采用机器人搅拌摩擦点焊设备对1.2 mm厚2A12-T4铝合金与4 mm厚7A09-T6铝合金板材进行回填式搅拌摩擦点焊试验,并对焊后试样进行X光检测、力学抗拉力检测,对焊点内部组织进行光学显微镜、扫描电镜观测。试验结果表明：当下扎/回填速率为30 mm/min时,试样抗拉力较低,当下扎/回填速率为40 mm/min、50 mm/min时,试样抗拉伸力较高,且随转速升高的变化趋势相近,试样最高抗拉力出现在转速2 100 r/min、速率40 mm/min时;焊点外缘结合区是材料结合最薄弱区域,若该区域表面出现缺陷,则焊点力学性能较差,该区域表面平整,则焊点力学性能高;试样断裂方式均为薄板一侧出现“穿孔”,焊点完整留在厚板一侧,断口断裂机制为韧性断裂、晶间滑移与脆性断裂相互作用的混合断裂。     

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。     

超声冲击对2A12铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀行为的影响

采用腐蚀挂片和动电位极化曲线测试对比研究了超声冲击前后2A12铝合金搅拌摩擦焊接头在3.5% NaCl水溶液中的腐蚀行为. 试验结果表明,超声冲击后接头的平均腐蚀速率是冲击前的1/2,未冲击试样热影响区的自腐蚀电位为?0.629 V(Ag/AgCl),腐蚀倾向最高,由点蚀和晶间腐蚀引起的腐蚀坑平均深度达到125 μm;经过超声冲击处理后,接头各区的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,表面基本呈现均匀腐蚀的形态,最大腐蚀深度不超过40 μm. 超声冲击使材料表层晶粒发生细化和致密化,是材料耐蚀性能提高的主要原因.     

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。     

铝合金搅拌摩擦焊接接头组织与性能的研究进展

讨论了铝合金搅拌摩擦焊接接头的组织与缺陷,分析了缺陷产生的原因、危害以及避免缺陷产生的方法;分别阐述了铝合金搅拌摩擦焊接接头性能的研究热点,并指出了目前铝合金搅拌摩擦焊接接头组织与性能研究中存在的问题。     

超声冲击处理对2A12铝合金焊接接头表层组织性能的影响

采用腐蚀挂片和动电位极化曲线测试对比研究了超声冲击前后2A12铝合金搅拌摩擦焊接头在3.5% NaCl水溶液中的腐蚀行为. 试验结果表明,超声冲击后接头的平均腐蚀速率是冲击前的1/2,未冲击试样热影响区的自腐蚀电位为−0.629 V(Ag/AgCl),腐蚀倾向最高,由点蚀和晶间腐蚀引起的腐蚀坑平均深度达到125 μm;经过超声冲击处理后,接头各区的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,表面基本呈现均匀腐蚀的形态,最大腐蚀深度不超过40 μm. 超声冲击使材料表层晶粒发生细化和致密化,是材料耐蚀性能提高的主要原因.     

LF2铝合金搅拌摩擦焊接接头的组织与性能

对10 mm厚LF2铝合金搅拌摩擦焊接进行了研究.结果表明:焊接厚板时,为防止出现隧道型缺陷,须在较低的焊速和转速下进行.当焊速为9 mm/min,转速为950 r/mln,焊接输入能量为6 230 W时,接头强度值最高,其值与母材强度值相等.接头处由平均尺寸约为15 μm的均匀细小的晶粒组成;热影响区平均晶粒尺寸较大,其最大值约为28 μm;热机械影响区内组织细长,局部区域最大长度可达到85 μm.焊核区平均硬度与母材相当,中心最高硬度可达HV95,近缝区硬度低于母材硬度.     

2A70铝合金搅拌摩擦焊接过程有限元分析

根据相变热传导的等效热容法有限元理论,采用移动热源循环加载,对2A70铝合金搅拌摩擦焊接过程的温度场进行了瞬态求解,分析焊件高度方向上各点处的温度值随时间的变化,以及在不同时刻z方向上各点的温度分布.这为模拟铝合金搅拌摩擦焊接过程中微观组织的演化过程奠定了理论基础和前提条件.     

铝合金搅拌摩擦焊接接头应力腐蚀研究进展

随着搅拌摩擦焊接应用领域的扩展,其焊接接头的应力腐蚀性能已成为人们关注的重要问题.论述了近年来国内外铝合金搅拌摩擦焊接接头应力腐蚀研究进展,并展望了发展前景.     

铝合金搅拌摩擦焊接缺陷的研究进展

搅拌摩擦焊接技术是一种利用高速旋转的搅拌探头与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部塑化的新型固相连接工艺.为提高铝合金搅拌摩擦焊接接头质量,对工艺参数的波动、装配和表面状态等原因产生的铝合金搅拌摩擦焊接特有的缺陷(包括缺陷的种类、特征及形成原因)进行分析.总结了缺陷对接头拉伸、疲劳性能的影响以及焊接缺陷的检测和修补方法.对改善铝合金搅拌摩擦焊接接头性能和提高焊接生产效率具有重要的理论意义和实际参考价值.     

搅拌摩擦焊的原理与应用

搅拌摩擦焊是摩擦焊方法的新发展,是英国焊接研究所提出的专利技术。它可以对多种熔化焊接性差的有色金属等材料进行可靠的连接,而且连接工艺简单、并有较好的工艺适应性。现已开始应用在航空航天与交通运输等领域的结构铸造,并显示良好的工程应用前景,本文主要介绍了搅拌摩擦焊的方法,过程和特点。     

高强铝锂合金的搅拌摩擦焊工艺研究

研究了不同焊接工艺参数下高强铝锂合金搅拌摩擦焊接头的力学性能、断口形貌及显微组织。接头强度和伸长率均随焊速的增加先增加后减小，在焊速为200mm/min时，接头强度最高，接头强度系数为67％；伸长率也最高，达14.4％。经过时效处理接头强度系数提高到72.5％。分别对强度最高和最低的接头断口形貌、显微组织进行对比，分析两个参数下接头强度不同的原因。     

先进的搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊是利用一种特殊形式的搅拌头边旋转边前进，通过搅拌头与工件的摩擦产生热量，摩擦热使该部位金属处于热塑性状态，并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动，从而使待焊件压焊为一个整体。它可以焊接所有牌号的铝合金以及用熔焊方法难以焊接的材料，并突破了普通摩擦焊对轴类零件的限制。由于搅拌摩擦焊是固态焊接，所以没有熔化焊时的气孔、裂纹等缺陷。搅拌摩擦焊的接头性能普遍优于熔化焊的。     

铝合金搅拌摩擦焊接头行为分析

详细介绍了搅拌摩擦焊（FSW）接头塑性流变数值模拟所得到的结果，并且利用搅拌摩擦焊的“插入试验”，测量了搅拌头旋转着插入铝合金材料过程中作用在搅拌头上的作用力，并将之转化为有效的粘度值和温度输出，确定了搅拌摩擦焊过程中充分塑化区（FPZ）的材料粘性，3－D数值模拟结果显示了搅拌头肩台下大约1.5mm的紊流区域的形成；解释了在异种金属搅拌摩擦焊接过程中无序混合产生的间混薄层结构，以及局部液相形成（初始熔化）引起的搅拌头的瞬间滑移导致了在特定的温度下（Tcrit）的材料粘性迟滞。     

Impact of Friction Stir Welding (FSW) Process Parameters on Thermal Modeling and Heat Generation of Aluminum Alloy Joints

Friction stir welding(FSW)is a solid-state joining process,where joint properties largely depend on the amount of heat generation during the welding process.The objective of this paper was to develop a numerical thermomechanical model for FSW of aluminum–copper alloy AA2219 and analyze heat generation during the welding process.The thermomechanical model has been developed utilizing ANSYS~ APDL.The model was verified by comparing simulated temperature profile of three different weld schedules(i.e.,different combinations of weld parameters in real weld situations)from simulation with experimental results.Furthermore,the verified model was used to analyze the effect of different weld parameters on heat generation.Among all the weld parameters,the effect of rotational speed on heat generation is the highest.     

镁合金搅拌摩擦焊接技术

对5mm厚镁合金AZ31B板材的摩擦焊接技术进行了试验研究，结果表明：适合其板材的搅拌摩擦焊接的搅拌头，材料为W6MoSCr4V2高速钢，结构为凹面圆台形，根部直径5．5mm，端部直径为2．5mm，轴肩尺寸为12mm，长度为4．7mm。镁合金搅拌摩擦焊接头的抗拉强度可达母材的90％，延伸率可达母材的50％。搅拌摩擦焊接头焊合区为动态再结晶组织，在接头前进边焊合区与母材有明显的分界线，返回边过渡区有金属微熔的迹象。     

Effect of Zener-Hollomon Parameter on Microstructure and Mechanical Properties of Copper Subjected to Friction Stir Welding

In this work, the influence of the Zener-Hollomon (Z) parameter on the microstructure and mechanical properties of copper subjected to friction stir welding (FSW) was investigated. Liquid N₂ cooling was conducted to control the cooling rate after the FSW. The obtained results demonstrate that the Z parameter was dependent on the tool rotation rate during the FSW, i.e., a higher tool rotating rate resulted in a lower Z parameter. The grain size in the stir zone decreased with the increase in the Z parameter. The relationship between the yield strength and the Z parameter is established as σ_0.2 = σ₀ + kZⁿ. This relationship exhibited two different plots under the conditions of air cooling and liquid N₂ cooling. Even at a similar Z parameter, a significant yield strength difference occurred because massive dislocations, which were caused by the prevention of the post-annealing effect, were maintained in the stir zone. This study suggests that the influence of the post-annealing effect should not be neglected when analyzing the relationship between the Z parameter, microstructure, and mechanical properties.     

基于钻铣床的搅拌摩擦焊设备设计

以ZX50CA钻铣床为研究对象,采用液压技术对其压下装置进行设计,设计出一台适用于镁合金薄板搅拌摩擦焊的设备,选用3 mm厚的AZ31镁合金板材进行对接焊接实验。结果表明:当搅拌头转速为1400 r/min、焊接速度为15 mm/min、压紧力为1500 N时,焊接接头表面成形良好。通过实验证明,该设备能够满足搅拌摩擦焊的工艺参数要求,适用于搅拌摩擦焊的实验研究,而且相对于大型专用搅拌摩擦焊设备,成本低,使用灵活、方便,为镁合金薄板搅拌摩擦焊设备的开发提供了很好的参考价值。