旋转速度对机械设备用铜合金FSW接头组织与性能的影响

采用不同的旋转速度对机械设备用H68铜合金进行了搅拌摩擦焊(FSW)对接试验,并进行了显微组织、拉伸性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,随着旋转速度从300 r/min增加至1 200 r/min,接头的力学性能和耐腐蚀性能先提高后下降;接头的焊核区平均晶粒尺寸、抗拉强度和接头系数均先减小后增大,腐蚀电位先正移后负移;当旋转速度为900 r/min时,接头的拉伸性能和耐腐蚀性能均最佳,接头系数达86%。     

工艺参数对建筑结构钢激光复合焊接头性能的影响

采用不同的工艺参数对建筑结构钢Q345B进行了搅拌摩擦焊-激光复合焊接试验,并进行了显微组织、力学性能和疲劳性能的检测。结果表明,随激光功率或搅拌头旋转速度增大,接头焊核区平均晶粒尺寸先减小后增大,接头的抗拉强度、断后伸长率、接头系数、疲劳寿命则先增大后减小;采用激光功率2 W、搅拌头旋转速度1200 r/min时,接头焊核区平均晶粒尺寸低至8.4μm,接头系数、疲劳寿命分别高达95.6%、28622次。     

焊接速度对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响

采用不同的焊接速度对5 mm厚6082-T6铝合金板材进行搅拌摩擦焊接,考察焊接速度对接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响。结果表明,固定旋转速度为1200 r/min,焊接速度为40~200 mm/min时可获得无缺陷的接头,焊接速度提高到400 mm/min时在接头前进侧形成孔洞缺陷。焊核区发生了动态再结晶,形成细小的等轴晶粒。随着焊接速度的增大,焊核区平均晶粒尺寸减小,当焊接速度为200 mm/min时,焊核区平均晶粒尺寸为3.8μm。抗拉强度随着焊接速度的增大先增大后减小,当焊接速度为200 mm/min时,接头的抗拉强度达到最大值236 MPa,为母材的74.0%,断后伸长率为6.3%,断裂发生在后退侧热影响区,断裂机制为韧-脆混合型断裂。     

热输入对汽车用铝合金搅拌摩擦焊接头性能的影响

采用不同的搅拌头轴肩直径,即以不同的热输入进行汽车用5052-T6铝合金搅拌摩擦焊试验,并进行了接头显微组织、织构、力学性能和疲劳性能的测试与分析。结果表明,随着热输入的增加,接头焊核区平均晶粒尺寸先减小后增大,焊核区织构先弱化后增强,接头的力学性能和疲劳性能先提高后下降;搅拌头轴肩直径优选为20 mm,其搅拌摩擦焊焊接接头的抗拉强度、疲劳寿命分别达到母材的98%、92%。     

2195-T8铝锂合金板材摩擦搅拌焊接头组织与力学性能

采用圆柱状搅拌针及带螺纹圆柱状搅拌针,进行了5 mm厚度2195-T8铝锂合金板材的摩擦搅拌焊接,研究了旋转速度及焊接速度对接头拉伸性能的影响,并检测了接头组织。采用圆柱状搅拌针(旋转速度1000 r/min)进行焊接,当焊接速度不当时,产生贯穿焊缝的连续孔洞,导致接头强度较低。采用带螺纹圆柱状搅拌针进行焊接(焊接速度120 mm/min)时,可消除上述孔洞缺陷,且随旋转速度由700 r/min增加至1100 r/min,接头强度增加。焊核区晶粒发生再结晶,但晶粒尺寸分布不均匀;从焊核区顶部至底部,晶粒尺寸降低;紧邻热机影响区的焊核区晶粒尺寸小于中心焊核区。焊核区T1 (Al₂CuLi)相和q￠ (Al₂Cu)相完全溶解,而热机影响区所有q￠相及大部分T1相溶解。另外,在焊核心区形成较多位错。     

异种铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织及性能研究

采用搅拌摩擦焊方式对2 mm厚C24S和2198异种铝锂合金进行了焊接,并对接头的宏观形貌、微观组织及力学性能进行分析。结果表明:焊核区晶粒为细小的等轴晶,其晶粒随焊接速度的增大而逐渐细化,而随旋转速度的提高而发生粗化;接头两侧有较明显的软化现象,返回边的软化程度不如前进边;旋转速度为900 r/min时,接头强度随焊接速度的增加而逐渐增大;焊接速度为90 mm/min时,接头强度随旋转速度的升高先升高后降低,在旋转速度为800r/min时,接头抗拉强度达到最大,为373 MPa,达到2198铝锂合金母材强度的80.7%。     

焊接参数对7A04铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能的影响

采用不同的焊接参数对3 mm厚7A04铝合金板进行焊接,并对接头的组织、沉淀相、力学性能及断口形貌进行了分析. 结果表明,焊核区组织发生动态再结晶,形成细小的等轴晶粒,热影响区晶粒发生明显粗化. TEM分析结果显示,经搅拌摩擦焊后,焊核区部分沉淀相溶解. 焊核区晶粒尺寸随焊接速度增大而减小. 当焊接速度为120 mm/min,旋转速度为800 r/min时,接头强度达到最大值 454.2 MPa,为母材的95%,断后伸长率为3.97%,为母材的70%. 硬度测试显示搅拌摩擦焊接头发生软化,焊缝区域硬度低于母材,硬度值最低点出现在热影响区;拉伸断口形貌SEM图像表明接头断裂方式为韧性和脆性混合型断裂.     

汽车悬架用铝合金的新型固相连接工艺

采用空气冷却搅拌摩擦焊的新型固相连接工艺,以不同的工艺参数进行了汽车悬架用6063-T5铝合金焊接试验,并测试和分析显微组织、表面硬度、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,该新型固相连接工艺可使该铝合金获得较高质量的焊接接头,接头抗拉强度为179 MPa,接头效率(即接头抗拉强度与母材抗拉强度的百分比)达98%。随着空气流量从100 m L/min增加至500 m L/min或搅拌速度从1 050 r/min增加至1 450 r/min,汽车悬架用6063-T5铝合金空气冷却搅拌摩擦焊接头NZ区平均晶粒尺寸先减小后增大,接头抗拉强度和接头效率先增大后减小,接头腐蚀电位先正移后负移,对硬度分布影响较小。     

汽车车架结构的铝镁异质合金搅拌摩擦点焊研究

采用不同的热输入进行了汽车车架结构的5052-T6铝合金和AZ31-H24镁合金异质合金搅拌摩擦点焊试验,并对接头的显微组织、硬度、拉伸性能和耐腐蚀性能等进行了测试分析。结果表明,随着热输入的增加,接头焊核区平均晶粒尺寸先减小后增大,接头的拉伸性能和耐腐蚀性能先提高后下降;接头的硬度分布趋势不变,最低硬度均位于前进侧热影响区,最高硬度均位于焊核区中心;接头的断裂方式不变,均为脆性断裂。     

7B04-O铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能研究

对3 mm厚的7B04-O高强铝合金进行搅拌摩擦焊对接焊接,研究焊接速度、旋转速度对焊缝成形质量的影响,对焊接接头的力学性能和显微组织进行了分析。结果表明:当旋转速度为750 r/min,焊接速度为150~235 mm/min,可获得表面纹理均匀细腻、无变形无飞边、无缺陷的对接接头;焊接接头力学性能优良,抗拉强度达到198 MPa,断后伸长率达到13.2%,拉伸试样断裂在距接头较远的母材位置。焊接接头微观组织分为焊核区、热机影响区、热影响区和母材区。其中,焊核区形成均匀细小的等轴晶粒,热机影响区晶粒沿变形方向被大幅拉长,但晶粒变形没有焊核区剧烈,热影响区形貌与母材保持一致,晶粒仅发生了粗化。     

离心铸造工艺参数对M2-1.2Si数控刀具材料性能的影响

采用不同的浇注温度和旋转速度进行了M2-1.2Si新型数控刀具材料的铸造试验,并进行了耐磨损性能和组织的测试与分析。结果表明:随浇注温度从1450℃提高至1650℃,旋转速度从200 r/min提高至600 r/min,材料的磨损体积和平均晶粒尺寸先减小后增大,耐磨损性能先提升后下降。M2-1.2Si刀具材料的浇注温度优选为1550℃,旋转速度优选为400 r/min。当浇注温度为1550℃时,M2-1.2Si刀具材料的磨损体积和平均晶粒尺寸分别较1450℃铸造时减小了31.3%和26.4%;当旋转速度为400 r/min时,M2-1.2Si刀具材料的磨损体积和平均晶粒尺寸较200 r/min铸造时分别减小了29%和24.3%。     

AZ31镁合金搅拌摩擦对接焊接头性能及组织分析

在特定的工艺参数下通过搅拌摩擦焊对AZ31镁合金进行对接焊。借助光学显微镜、万能拉伸机、扫描电镜研究了试样的显微组织和焊接速度对接头性能的影响。结果表明:当旋转速度为1200 r/min,其他参数固定时,焊接速度在60~80 mm/min范围变化,可以得到成型美观、性能良好的对接接头,但是,当焊接速度为42 mm/min时,在前进侧出现隧道型孔洞缺陷;随着焊接速度的增加,焊核区晶粒尺寸减小;当转速为1200 r/min,焊接速度为60 mm/min时,抗拉强度达到最大值222.6 MPa,焊缝强度达到母材的88.9%;焊缝的整体断裂形式是由解理断裂和韧性断裂组成的混合型断裂。     

搅拌摩擦加工高强度建筑钢工艺与组织性能研究

采用改变旋转速度对超高强度钢进行了FSP改性研究。进行了显微组织、力学性能、耐磨损性和耐腐蚀性的分析。结果表明:随旋转速度从300r/min提高至900r/min,FSP改性超高强度钢的晶粒先细化后粗化,力学性能、耐磨损性和耐腐蚀性能先提高后降低,抗拉强度从734 MPa先增加至926 MPa再降低至858 MPa;磨损体积从83×10~(-3)mm~3先减小至41×10~(-3)mm~3再增加至59×10~(-3)mm~3;中性盐雾腐蚀240h后的质量损失率从10.4%先减小至2.7%再增大至6.5%。旋转速度优选600 r/min。     

2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头的组织及性能

对航空用5 mm厚的2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头组织及性能进行了研究。结果表明：当旋转速度为1000 r/min,焊速80 mm/min,7075铝合金置于前进侧时,接头焊核区出现了洋葱环,该区域为细小均匀分布的等轴晶组织,晶粒平均尺寸为5.7 μm;两侧热影响区晶粒都有所长大,但前进侧热影响区更为明显。整个接头的显微硬度分布呈“W”型,最高硬度值出现在焊核区中心,达146.5 HV0.2,前进侧硬度较回退侧下降明显。接头抗拉强度达到392 MPa,分别是2A12铝合金母材强度的84.5%,是7075母材的71.1%,断裂位置处于前进侧热影响区。     

Mg-6Al-5Sn-0.3Ce镁合金的离心铸造工艺优化

采用不同的离心铸造工艺参数对Mg-6Al-5Sn-0.3Ce镁合金进行了铸造,研究了旋转速度和离心力保持时间对合金显微组织和腐蚀性能的影响。结果表明:随旋转速度和离心力保持时间的增加,样品的平均晶粒尺寸先减小后增大,腐蚀电位先正移后负移,耐腐蚀性能先提升后下降。在1700 r/min旋转速度下保持时间5 min,合金的平均晶粒尺寸最小,腐蚀电位最正。Mg-6Al-5Sn-0.3Ce镁合金的离心铸造工艺参数优选为:1700 r/min旋转速度、5min离心力保持时间。在这个条件下,合金的平均晶粒尺寸为23μm,腐蚀电位为-0.891 V。     

2195-T6铝锂合金搅拌摩擦焊接头微观组织结构与力学性能

采用搅拌摩擦焊对2 mm厚的2195-T6铝锂合金进行焊接,利用OM,SEM,EBSD等分析技术探讨焊接速度对接头组织结构与力学性能的影响. 结果表明,搅拌头转速为800 r/min、焊接速度在120 ~ 210 mm/min范围内,焊核区晶粒均较为细小,平均晶粒尺寸约为1 μm. 随着焊接速度的提高,大角度晶界含量增大,焊核区的{110}<110>织构和{011}<100>戈斯织构消失. 接头硬度的最低值均出现在后退侧热影响区,且在焊接速度为180 mm/min时,接头的抗拉强度与断后伸长率达到最大值,最大抗拉强度为467 MPa,约为母材的86.3%,此时断后伸长率为5.0%,断裂模式为韧性断裂,但断口呈现一定的脆性断裂特征.     

搅拌摩擦热力耦合条件下Q&P980钢焊核区组织演变规律

采用搅拌摩擦焊接技术焊接Q&P980钢,研究搅拌摩擦高温和塑性变形综合作用对Q&P980钢焊核区组织演变的影响规律.结果表明,焊核区的组织演化受峰值温度、剧烈塑性变形和焊后冷却速率多因素协同调控.焊核区的峰值温度主要由搅拌头的旋转速度控制,旋转速度越大,焊接峰值温度越高;焊后冷却速率主要由搅拌头的焊接速度控制,焊接速度越大,焊后冷却速度越大,材料受到高温塑性变形的影响越小.当旋转速度控制在400 r/min时,随着焊接速度从50 mm/min增加到400 mm/min,焊核区组织演变规律为马氏体/铁素体/残余奥氏体→马氏体,晶粒尺寸逐渐粗化.当焊接速度控制在100 mm/min时,随着旋转速度从200 r/min增加到600 r/min,焊核区组织演变规律为马氏体/铁素体/残余奥氏体→马氏体→马氏体/贝氏体,晶粒尺寸逐渐细化.     

热处理对ZK60搅拌摩擦焊接接头组织及性能的影响

ZK60板材在旋转速率800 r/min、焊接速度120 mm/min下进行搅拌摩擦焊接,然后对焊接板材在200~400℃进行退火处理。结果表明,热处理可提高焊后接头的力学性能。在200℃退火后焊接接头的抗拉强度和伸长率分别达到最大值236 MPa和7.2%,随退火温度的继续升高,焊接接头的抗拉强度和伸长率有所下降。TMAZ微观组织由均匀细小转变为粗大的再结晶晶粒(平均晶粒尺寸5~18μm),这种组织的演变导致了力学性能的下降。     

铝锂合金板材摩擦搅拌焊接头组织与力学性能（英文）

采用圆柱状搅拌针及带螺纹圆柱状搅拌针,进行了5mm厚度2195-T8铝锂合金板材的摩擦搅拌焊接,研究了旋转速度及焊接速度对接头拉伸性能的影响,并检测了接头组织。结果表明,采用圆柱状搅拌针(旋转速度1000r/min)进行焊接,当焊接速度不当时,产生贯穿焊缝的连续孔洞,导致接头强度较低。采用带螺纹圆柱状搅拌针进行焊接(焊接速度120mm/min)时,可消除上述孔洞缺陷,且随旋转速度由700r/min增加至1100r/min时,接头强度增大。焊核区晶粒发生再结晶,但晶粒尺寸分布不均匀。焊核区T1(Al_2CuLi)相和θ’(Al_2Cu)相完全溶解,而热机影响区所有θ’相及大部分T1相溶解。另外,在焊核心区形成较多位错。     

搅拌摩擦焊工艺对AZ31合金组织性能的影响

研究了焊接速度、搅拌头转速对AZ31合金搅拌摩擦焊接头显微组织和力学性能的影响,分析了焊接工艺参数的作用机理。结果表明,焊接速度过低(250 mm/min)或者搅拌头转速过高(650、700 r/min),焊核区的条带区中都会产生孔洞缺陷。随着焊接速度的增加,焊核区和热影响区的晶粒尺寸都呈现逐渐减小的趋势,合金的抗拉强度和断后伸长率都表现为先升高后降低的趋势。随着搅拌头转速的增加,焊核区和热影响区的晶粒尺寸都呈现逐渐增加的趋势,合金的抗拉强度和断后伸长率呈现先增加后减小的趋势。AZ31合金适宜的搅拌摩擦焊工艺为焊接速度400 r/min、搅拌头转速550 r/min,此时搅拌摩擦焊接头的抗拉强度和断后伸长率分别为202 MPa和5.0%,断裂位置位于后退侧热影响区。