异种材料激光焊接中金属间化合物形成机理及控制的研究

激光焊接优势十分显著,如能量密度高、可快速焊接、仅有较窄焊缝、较强兼容性等多方面,所以已经广泛应用于航空航天及医疗器械等领域的异种金属精密微器件中;与此同时,激光焊接在玻璃及陶瓷等异种材料连接封装方面,也有独特优势.激光焊接环节,会影响焊接成形质量的关键因素就是焊接材料物理化学性质差异化因素,而激光焊接输入能量高,可保...     

搅拌摩擦焊研究最新进展

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding．简称FSW)是一种新型固相连接工艺．它不仅能实现其他连接方式能够实现的接头，且能实现在熔焊条件下焊接性能差、易产生焊接缺陷的材料的连接，如高强铝合金、铝锂合金，使焊接接头的性能大大提高．本文分析了近年来搅拌摩擦焊技术的发展和最新进展，涉及搅拌摩擦焊机理即塑性流体运动情况适用母材、力学性能和焊接工具．     

冷弯试验试样双侧折断原因分析

钢材的工艺性能及加工后的机械性能很大程度取决于金属的纯净度.钢材中常夹杂有异种物质,特别是低熔点物质而钢中夹杂异种物质及金属的种类及其夹杂数量对金属热加工中及加工后性能带来较大的影响及危害.其危害程度和材料中夹杂异种物质及金属的类别、数量有关,并和加工所经历的工艺过程有关.而钢中富含低熔点异种物质及金属对焊接工艺性能及焊接接头的机械性能影响巨大.     

异种材料连接中表面预处理及对接头强度影响的研究进展

综述了异种材料连接中表面预处理及表面状态对接头强度影响的研究,认为:1)在异种材料连接时,在母材表面沉积一层与母材或钎料之间具有良好固溶度的活性金属,能增强异种材料之间的界面反应,提高接头强度;2)通过改善母材表面的物理、化学或力学性能,可提高母材表层元素的活性,增加扩散能力,减少接头中的脆性相,从而提高接头强度.     

100m~3中压12CrMo储罐焊缝及其结构设计

分析了12CrMo的焊接性,并对100 m3中压12CrMo储罐主要焊缝进行焊接工艺及结构设计,提供了针对中厚壁纵缝、环缝对接接头及异种金属角接接头的焊接工艺,并分析了异种金属焊接难点,对相关从业人员具有一定借鉴作用.     

异种钢焊接接头高温时效碳迁移的系统辨识与预测

针对奥氏体不锈钢和铁素体类耐热钢两类母材金属的特点及相应的焊接工艺,分别对最小二乘法,有限差分法和人工神经网络法（ＡＮＮ）中的ＢＰ算法在异种焊接接头高温时效碳迁移的系统辨识与预测结果进行了分析和比较,提出了用改进的算法进行异种钢焊接接头高温时效碳迁移的状态辨识及预测。     

Mg/Al固相连接接头扩散界面区的显微组织

为了得出铝镁固相连接的最佳工艺参数,获得组织性能较好的连接接头,采用固相连接技术对Mg/Al异种材料进行焊接.利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、能谱分析仪(EDS)和显微硬度计对扩散界面附近的显微组织、元素分布及硬度分布进行分析,并应用XRD对接头组成相进行了分析.结果表明:界面区形成了显著的新相化合物层,即生成了Mg2Al3、Mg17Al12等脆性金属间化合物,扩散反应区显微硬度范围为HV 280~HV 350,在加热温度为440℃条件下,施加压力为800 N时,组织性能较好,并且保温时间越长,获得的接头组织性能越佳.     

能够增强焊接强度的摩擦搅拌焊技术

英国焊接研究所（TWI）是一个非营利性行业组织，致力于焊接材料、工艺和相关技术的研究。20世纪90年代，TWI开发了一种新型焊接方法——摩擦搅拌焊（FSW）。     

BHW35与20MnMo焊接接头腐蚀行为研究

为了改善BHW35与20MnMo焊接接头的腐蚀行为,对异种金属焊接接头的腐蚀行为进行了研究。常温条件下,将焊接接头分别在不同pH值的NaOH或HCl酸碱溶液中腐蚀456h,观察金属组织,测试损失的质量。通过对焊接接头腐蚀前后金属组织、平均腐蚀速率对比得出:BHW35钢与20MnMo钢异种金属焊接接头在HCl酸溶液中的腐蚀最为严重;焊缝区金属的耐腐蚀性能优于热影响区和熔合区。     

异种钢埋弧自动焊烧结焊剂及工艺

论述了低温钢０６ＭｎＮｉ和不锈钢１Ｃｒ１８Ｎｉ９的异种钢焊接存在的问题。指出异种钢焊接的关键在于焊接材料的选择和焊接工艺原则的确定。试验证明，采用所研制的烧结焊剂和遵循所制定的焊接工艺参数，得到了满意的焊缝金属化学成分、金相组织以及所要求的－５０℃的焊接接头低温性能。     

搅拌摩擦焊工艺对镁合金焊接接头机械性能的影响

采用不同搅拌摩擦焊工艺焊接镁合金，通过拉伸、三点弯曲试验分析了工艺参数对焊缝机械性能的影响。结果表明，采用合适的搅拌摩擦焊工艺可以成功地焊接镁合金并得到成型美观、质量好的焊接接头，焊缝中因产生充分的塑性流动，弯曲强度高，性能好，在一定参数范围内，随着搅拌头旋转速度R，R/V增加，抗拉强度极限值增加；随着焊接速度V增加，抗拉强度极限值下降，当采用最佳的工艺参数焊接，可得到最大抗拉强度极限值，接近母材的90％。     

Review: Progress and Trends in Ultrasonic Vibration Assisted Friction Stir Welding

综述：超声振动辅助搅拌摩擦焊接的研究进展与发展动向

Najib Ahmad Muhammad, 武传松, Girish Kumar Padhy

（山东大学 材料连接技术研究所,济南 250061）

创新点说明：

搅拌摩擦焊作为一种新型的固相连接技术,具有焊接质量高、成本低、环境友好等许多优点,已经应用于航空、航天、造船、高速列车等领域。由于这种焊接技术依靠搅拌头与材料的摩擦产热和材料塑性变形时的粘性耗散产热来软化焊接区材料形成连接,因此,焊接时需要很大的转矩、轴向压力和水平进给力。有研究者通过辅加热能来解决这一问题,但也受到了各种因素的局限。而超声振动能量作为机械能,在辅助搅拌摩擦焊接、解决上述问题方面有很大优势。

本文评述了当前超声振动辅助搅拌摩擦焊工艺的研究进展,介绍了国内外近期研发的超声振动施加方式及相应的实施效果。作者课题组直接将超声振动通过工具头施加在搅拌头前方待焊工件上,研发出超声振动强化搅拌摩擦焊UVeFSW新工艺。实验研究发现,UVeFSW能改善焊缝成形、减少缺陷尺寸、降低焊接载荷、提高焊接速度、细化焊核区和热力影响区的晶粒组织。该文分析了各种超声施加方式的优缺点,为超声振动辅助搅拌摩擦焊的进一步研发提供参考。

关键词：搅拌摩擦焊;超声振动辅助搅拌摩擦焊;声致软化效应;焊接载荷;加热历程;材料流;微观结构;机械性能

     

异质材料点焊过程电热耦合数值分析

以异质材料低碳钢与纯镍电阻点焊为例建立了电阻点焊熔核形成过程的电热耦合有限差分模型。提出了异质金属点焊过程导电、传热耦合作用的模拟方法、接触电阻分析方法和析热机制处理方法。模型中也考虑了随温度变化而变化的材料性能以及边界冷却条件的影响。试验验证表明,数值模拟与试验结果吻合良好,为异质材料点焊基础理论研究提供了一种有效的分析手段。     

MB2镁合金板搅拌摩擦焊研究

采用不同的搅拌摩擦焊工艺对MB2镁合金进行焊接,并对焊缝的特点,组织形貌及力学性能进行了分析.试验结果表明,对厚为3 mm的MB2镁合金板,当焊接速度为95 mm/min和搅拌头旋转速度为1 600 r/min时,可以获得良好的焊接质量.     

Comparison of fatigue property between friction stir and TIG welds

The alloy 5052 was welded by friction stir welding （FSW） and tungsten inert gas （TIG） welding. The effect of welding processes （FSW and TIG） on the fatigue properties of 5052 aluminum-welded joints was analyzed based on fatigue testing, and the S-N curve of the joints were established. The results show that the fatigue properties of FSW welded joints are better than those of TIG welded joints. The fatigue strength is determined as 65 MPa under 106 cycling of fatigue life. The microstructure of joints is fine grains and narrow HAZ zone in FSW welds, which inhibit the growth of cracks and produce high fatigue life compared with that of TIG welds. Fracture morphologies also show that the fatigue fracture results from weld defects.     

Local equivalent welding element to predict the welding deformations of plate-type structures

Considering the Heat Affected Zone (HAZ) of welding joint, the residual strain behaviors of material under constraint and temperature circulation, as well as the activating mechanism of welding process, this paper addresses a new type welding element for numerical simulation of welding deformation, which is called the LEWE (the local equivalent welding element). This element can describe the basic characteristics of welded seam: the local position points of inherent strain, the equivalent size, the bending radius (or bending angle) from inherent strain, etc. It could be used to predict the welding deformation of plate-type structure. The comparisons between the computed deflection of welded plate and its experiment measurement are present. The results showed that the LEWE possesses a potential to simulate the deformation of welding process high-efficiently and precisely. Supported by the R & D Foundation of Ministry of Railway of China (Grant No. T200408) and the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 59825117)     

异种金属物理性质对激光焊接熔池的影响

异种金属材料的物理性质会对焊接冶金化的整个过程产生很大的影响.在综述几类异种金属激光焊接的研究现状时,主要分析了Cu和Fe,Ni和Ti,Cu和Ni,Fe和Al这几时异种金属间的熔点、导热系数和溶解度的差异,对激光焊接凝固后熔池的形状、成分变化和微观组织特征的影响.     

Friction Stir Welding of Aluminum Alloys

Friction stir welding( FSW ), a new solid-state welding technology invited in the early 1990s,enables us weld aluminum alloys and titanium alloys etc. The processing of FSW, the microstractare in FSW alloys and the factors influencing weld quality are introduced. The complex factors affecting the properties are researched.     

Prediction and optimization of process parameter of friction stir welded AA5083-H111 aluminum alloy using response surface methodology

A systematic approach was presented to develop the empirical model for predicting the ultimate tensile strength of AA5083-H111 aluminum alloy which is widely used in ship building industry by incorporating friction stir welding (FSW) process parameters such as tool rotational speed, welding speed, and axial force. FSW was carried out considering three-factor five-level central composite rotatable design with full replications technique. Response surface methodology (RSM) was applied to developing linear regression model for establishing the relationship between the FSW process parameters and ultimate tensile strength. Analysis of variance (ANOVA) technique was used to check the adequacy of the developed model. The FSW process parameters were also optimized using response surface methodology (RSM) to maximize the ultimate tensile strength. The joint welded at a tool rotational speed of 1 000 r/min, a welding speed of 69 mm/min and an axial force of 1.33 t exhibits higher tensile strength compared with other joints.