搅拌摩擦焊过程中搅拌头受力与变形的计算方法

提出了搅拌摩擦焊过程中搅拌头受力的计算方法,基于搅拌针的受力情况,对搅拌头在搅拌摩擦焊过程中的变形进行了计算。计算结果表明,搅拌摩擦焊中的温升对改善搅拌头受力具有非常重要的影响,提高焊接温度,将大大降低搅拌头在焊接过程中行进时所受的力,这将极大提高搅拌头的使用寿命。由于变形量很小,因此,可以认为搅拌针在焊接过程中的变形对焊缝形成没有影响。     

中高温区碳素钢的拉伸变形行为

本文系统地研究了起始γ晶粒尺寸约800μm,含碳量分别为0.10,0.25,0.39,0.71%的四种碳素钢在试验温度700—1300℃,变形速率6.7×10~(-4)—6.7×10~(-2)S~(-1)下的拉伸变形行为。着重指明:由热激活过程决定的γ相区的变形方程符合(?)=Aσ_M~nexp(-Q/RT);γ相区最大变形应力随含碳量的增加而下降;在(α γ)二相区稍低于A_3温度出现脆化;二相区的脆化随含碳量的增加而趋缓和。     

保压腔对异种金属摩擦焊中摩擦过程的影响

两种强度相差较大的异种金属进行摩擦焊接时，使用保压腔是克服由于软金属的大量塑性变形而给焊接过程带来困难的有效手段之一。本文研究了保压腔参数的变化对摩擦压力和摩擦扭矩的影响规律，并在合适的保压腔参数下得到了高强度的紫铜和纯铝的焊接接头。     

7022铝合金搅拌摩擦焊变形有限元分析

为了探究搅拌摩擦焊焊接变形规律,利用ANSYS有限元软件,建立了7022铝合金搅拌摩擦焊的数值模型,通过该仿真模型获得了搅拌头转速和进给速度对变形的影响.结果表明,高的搅拌头转速和低的进给速度会产生较大变形,并且搅拌头转速时变形的影响更显著.最后,通过搅拌摩擦焊试验和变形检测试验结果均表明焊件边角呈向上翘曲状态,焊板的...     

管体摩擦焊摩擦变形阶段界面污物自清除的估算

通过对连续摩擦焊接机制的认识，提出了以摩擦界面污物自清除率作为评价摩擦为焊接头质量“优”、“劣”的方法，并以此为基础，结合管结构摩擦焊的特点，分析了摩擦变形过程中摩擦界面及近界面塑性区金属质点的运动规律，建立了平衡扭矩阶段界面污物清除率的数学模型，给出了二次参数一塑性区宽度的估算法。     

搅拌摩擦焊过程中搅拌头温度场分布特征

试验测定了搅拌头温度分布曲线,分析了搅拌头温度场的分布特征,对比研究了不同材质搅拌头温度分布的特点.结果表明,摩擦焊初始阶段,搅拌区域金属的软化致使摩擦针与试板之间的摩擦产热量降低,在搅拌头轴肩与试板接触之前,搅拌头温度出现滞涨,并出现一定程度的回落;稳定焊接阶段,摩擦热传递至搅拌头的热量与通过其散失的热量处于动平衡状态,其温度波动较小;高速旋转搅拌头的表面与周围空气进行强烈的热交换,搅拌头轴线上的温度高于外缘的温度;采用比热容小、热导率高材质制作的搅拌头,焊接过程中其温度变化快,整体温度高.     

搅拌摩擦焊应力变形有限元模拟的研究进展

搅拌摩擦焊因其独有的特点而被广泛应用于铝合金的焊接,虽然焊后残余应力和变形比普通熔化焊小,但它同样是一个不均匀的热过程,焊后残余应力和变形不可避免,而且部分试验已经显示出其残余应力和变形对结构尺寸精度和使用性能有显著影响,闪此针对搅拌摩擦焊残余应力和变形的研究有重要的现实意义.除了实际的焊接和测量试验外,数值模拟技术是目前研究搅拌摩擦焊残余应力和变形的重要手段,也取得了很多可喜的研究结果.文中从焊接热载荷、搅拌头力作用、母材性能参数和卡具作用等方面较为详尽地总结了搅拌摩擦焊残余应力和变形数值模拟的研究进展和未来发展方向.     

利用放射性同位素研究惯性摩擦焊过程

本项工作研究了直径为14毫米的阿姆克铁与CT3钢试件在惯性摩擦焊时,被焊金属接触表面层的性质。焊前,在试件的端部涂上一层2微米厚的铁的放射性同位素_(Fe)~(55·59)。焊后,将试件沿轴线割开、磨光、腐蚀,然     

搅拌摩擦焊过程中下压力的检测及影响因素

针对搅拌摩擦焊过程,利用数据采集系统,研究了工艺参数对焊接下压力的影响,得到了下压力的变化规律.结果表明:当采用不同的工艺参数时,所检测的下压力变化曲线也不同.根据采集到的曲线特征分析发现:在同一参数下,焊接不同的材料时,材料所受的下压力不同;在不同的工艺参数下,焊接同一种材料时,材料所受的下压力也不同.试验证明,下压力随下压速度和下压量的增加而增加,随旋转速度的增加而减小.影响焊接过程中下压力的主要因素是旋转速度、下压量及下压速度.     

搅拌摩擦焊的界面层组织及性能

通过对5083铝合金进行搅拌摩擦加工,采用SEM及硬度计对Al/Al2O3界面层的微观组织及力学性能进行表征。结果表明,随着搅拌摩擦加工道次的增加,Al/Al2O3界面层的显微组织均匀,加工区的硬度得到提高,同时Al2O3颗粒在Al基体中的分布更加均匀。     

搅拌摩擦焊中动态再结晶及硬度分布的数值模拟

使用率相关弹粘塑性本构模型模拟了搅拌摩擦焊接过程,并着重研究了过程参数对搅拌摩擦焊接动态再结晶过程以及搅拌区内材料硬度的影响．结果表明,在搅拌区内焊接构件上、下表面沿垂直于焊缝方向的硬度分布规律不同．焊接构件顶部材料的硬度分布符合实验得到的结果,即焊缝中心线附近材料硬度较低,热力影响区外材料硬度逐渐升高并最终达到母材的硬度;但是在焊接构件下表面并不显示这一硬度分布规律．搅拌区内材料的硬度与搅拌头转速无明显关系,但随焊速的增加而增加．焊接构件中部材料的晶粒尺寸大于焊接构件底部材料的晶粒尺寸,且搅拌区内晶粒尺寸随搅拌头转速的增加趋于均匀．     

轴向载荷变化对搅拌摩擦焊接过程中材料变形和温度分布的影响

采用完全热力耦合模型分析轴向载荷变化对搅拌摩擦焊接过程的影响,发现较低的轴向载荷会导致搅拌摩擦焊接无法完成.搅拌摩擦焊接构件上表面材料由于受到搅拌针和肩台旋转的作用,导致上表面材料变形程度较下表面高,材料沿焊缝中心线的变形并非严格对称,前进侧材料的变形程度较后退侧高,搅拌头轴向载荷的增加会减弱这种不对称性.搅拌摩擦焊接过程中的最高温度随轴向载荷的增加而增加,且搅拌头轴向载荷的增加会促使搅拌区附近的温度分布趋于均匀.     

LOW TEMPERATURE FRICTION WELDING OF ALUMINUM TO COPPER

经过分析铝-铜摩擦焊接头脆断特点及其原因,在试验的基础上,提出了铝-铜低温摩擦焊工艺。通过降低转速及适当提高摩擦压力,使接头的摩擦加热焊接表面的温度低于铝-铜系统平衡图的共晶点548℃,并保证铝、铜焊接表面金属充分的塑性变形。采用低温摩擦焊消除了铝-铜接头的脆断,提高了接头的强度、塑性、韧性和锻压性能。接头的热稳定性、老化及实际运行试验表明,其质量完全满足技术条件的要求。     

激光焊接过程中残留液体金属的高速高倍在线观察

采用高速摄像机和光学显微镜构成的摄像装置对激光焊接熔池后端的凝固行为进行高速高倍摄像,详细记录了柱状晶从液态熔池后部析出过程以及残留在巳析出柱状晶周围的液体金屑的凝固行为.采用液体Sn急冷将焊接过程中正在凝固的焊缝金属冷冻保存到室温,并与高速高倍摄像观察到的熔池后端的凝固行为进行了对比分析.对3种奥氏体不锈钢材料焊缝凝...     

抗变形X100管线钢模拟焊接热影响区的组织与韧性研究

采用Gleeble-3800热模拟机研究了多相抗变形x100高Nb含量管线钢的焊接性能,利用金相显微技术(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)对模拟焊接热影响区的组织进行了表征,结合示波冲击及微观硬度实验结果分析了影响模拟焊接热影响粗晶区(CGHAZ)的低温韧性及热影响区硬度与组织之间的关系.研究表明,高Nb抗变形X100管线钢单道次焊接热输入小于20 kJ/cm时的CGHAZ具有较高韧性,形成大角晶界密度较高的板条贝氏体或针状铁素体;焊接热输入大于等于25 kJ/cm会导致CGHAZ晶粒均匀性的恶化,使M/A组元粗化,并形成取向单一的粗大粒状贝氏体;示波冲击实验及SEM断口分析显示,粗大的M/A组元处极容易启裂,高的大角晶界密度可显著提高裂纹扩展功,使材料韧化.同时,为保证焊接热影响区不过度软化,以及高硬度产生抗氢致延迟破坏,单道次的焊接热输入以15—20 kJ/cm为宜.     

金属成型过程中摩擦成因的分析

本文从微观入手对金属压力成型过程中摩擦的形成原因进行了分析 ,认为摩擦主要是由于被压入工具表面凹坑金属的塑性流动所引起的。摩擦功率等于此部分金属的变形功率 ,当它的变形功率大于在界面产生剪切流动的功率时 ,摩擦由滑动摩擦转变为粘着摩擦。同时 ,根据对工具表面的某些假设 ,推导了摩擦应力与粗糙度和静水压应力等之间的关系 ,并求出了发生粘着摩擦所需的静水压应力。计算结果表明 ,建立的摩擦模型是比较有效和合乎实际的 ,它为理论计算摩擦提供了方法     

箱形刚性梁焊接变形的控制

某一大型压力设备中有一关键部件———大刚度箱形主梁 ,长 4 0 0 0mm ,横截面为 5 0 0mm× 80 0mm ,材料为Q2 35钢 ,其结构见图 1。梁上需要安装 4个直径为2 0 0mm的气缸。该梁的组装要求为 :梁全长内侧弯≤ 3mm ;梁全长内下挠度 2～ 6mm ;梁的扭曲度≤ 2mm ;梁全长 4 0 0 0mm± 10mm。在生产组装过程中尤其是焊接过程中 ,若不能很好地控制变形 ,将会影响气缸的装配 ,甚至因梁的变形而报废。钢结构在焊后都会发生诸如线性变形、角变形、弯曲变形、扭转变形等焊接变形。这些变形的总体作用使得整个构件的尺寸或形状发生变化 ,产生诸如纵向…     

TiAl基合金高温形变与退火织构

利用显微组织观察和织构定量分析,研究了Ｔｉ－４９．６Ａｌ－０．１６Ｎｉ－０．１４Ｂ合金９００℃高温锻造有随机后高温退火过程中组织与织构变化。分析了经各种处理后合金的织构,     

搅拌摩擦焊焊缝材料塑性流变研究概述

搅拌摩擦焊焊缝金属塑性流变直接关系到焊缝组织形成，是决定焊缝质量的关键。介绍了目前搅拌摩擦焊焊缝金属的塑性流变研究现状，从试验和计算机模拟两个方面分别加以介绍。     

高温高压管道焊接坡口选择及焊条用量计算

从经济和技术角度分析火电厂高温高压管道焊缝宜采用的坡口形式,并对各种坡口形式的焊条用量估算推导出经验公式.