热输入对7075铝合金搅拌摩擦焊接头质量的影响

对厚度6.35 mm的7075铝合金板材进行搅拌摩擦焊接,研究了焊接过程中的热输入对搅拌摩擦焊接头的表面形貌、微观组织以及焊缝孔洞型缺陷的影响。试验结果表明,当焊接热输入较小时,接头外观成型良好,无飞边的产生,而当热输入较大时,接头表面成型较差,会在接头表面细密的鱼鳞纹上产生粗糙的毛刺;接头焊核区晶粒的尺寸与焊接热输入大小有一定的比例关系,当焊接热输入越大时,晶粒直径越大;焊接热输入对焊缝孔洞型缺陷也有一定的影响。当焊接热输入不足时,可能会导致接头产生孔洞型缺陷。     

搅拌摩擦焊接热输入数值模型

根据搅拌摩擦焊接特点,建立了轴肩、柱形搅拌针和锥形搅拌针热输入数值模型,并分别讨论了搅拌针锥角对轴肩和锥形搅拌针热输入的影响。结果表明,锥角增大,轴肩热输入降低;锥形搅拌针侧面热输入增大;搅拌针端面热输入降低;搅拌针总的热输入先下降,然后迅速上升。     

铝合金的搅拌摩擦焊

在详细介绍搅拌摩擦焊原理，特点的基础上，针对铝合金的搅拌摩擦焊特点，性能以及工业应用进行了阐述，并且对搅拌摩擦焊在中国市场的发展和应用作了简略介绍和预测。     

焊接热输入和焊后热处理对搅拌摩擦焊2024-T3铝合金焊核区硬度的影响

在不同焊接热输入条件下对2024-T3铝合金进行搅拌摩擦焊接,并利用透射电镜、差热分析和维氏硬度测试对焊核区的组织和硬度进行分析检测。研究表明,焊核区的硬度受到焊接热输入的影响。在高焊接热输入条件下,焊接速度的提升有利于提升焊核区硬度。而在低焊接热输入条件下,焊核区硬度随着旋转速度的增加而增加。焊后热处理导致组织过时效,焊核区硬度降低。相比于其他参数下获得的焊核区,旋转速度为500 r/min,焊接速度为100 mm/min条件下获得的焊核区拥有较高的抗过时效性能,硬度下降仅为3.8%,而其他焊核区的硬度下降超过10%。焊核区硬度主要受到强化相形态的影响。     

铝合金材料搅拌摩擦焊焊接参数概述

概述了铝合金材料搅拌摩擦焊的焊接原理以及搅拌头形状、材料、焊接工艺参数等对接头成形及性能的影响,学习和应用相关知识,为后续铝合金材料搅拌摩擦焊提供试验依据、理论指导和技术支持.     

解决运载工具铝合金焊接难题的新途径--搅拌摩擦焊

阐述了采用铝合金焊接结构制造运载工具的必要性和效果，论述了铝合金焊接运载工具的机械性能试验结果并分析其焊接中的难题。介绍了用搅拌摩擦焊解决铝合金焊接难题的新途径及其主要原因。     

焊接速度对5083铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用搅拌摩擦焊对3 mm厚的5083-O态铝合金板材进行焊接,在搅拌头转速为800 r/min、焊接速度为60~300 mm/min的条件下,考察了接头的外观形貌、微观组织和力学性能。当焊接速度为60~150 mm/min时,均能获得外表平整、内部无缺陷的焊接接头。当焊接速度为200~300 mm/min时,接头出现了孔洞缺陷。从焊缝中心到两边分别为搅拌区、热力影响区、热影响区和母材区,搅拌区由于动态再结晶产生了细小的等轴晶,硬度比母材高。焊接速度为60mm/min时获得的接头抗拉强度为316MPa,断后伸长率为21.2%,通过断口分析,接头断口存在大量细小的韧窝和解理平面,为韧性和脆性混合型断裂。     

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。     

焊接热输入对铝合金双轴肩搅拌摩擦焊缝形貌与接头性能的影响

系统研究了焊接热输入对双轴肩搅拌摩擦焊接头焊核区轮廓和拉伸性能的影响. 接头宏观组织形貌结果表明,随着焊接热输入因子的逐渐升高,双轴肩搅拌摩擦焊接头焊核区依次展现出“哑铃形”、“焊核变平”、“焊核凸出”轮廓. 焊核凸出是高热输入条件下双轴肩搅拌摩擦焊接头特有的一种物理现象,且往往伴随产生内部孔洞型缺陷. 焊核区轮廓形貌取决于双轴肩搅拌摩擦焊缝厚度中心沿径向向外运动的塑性金属流动场与热力影响区中部的相互作用. 拉伸性能结果表明,随着焊接热输入因子的逐渐升高,双轴肩搅拌摩擦焊接头拉伸性能呈现出逐渐下降的趋势.     

铝合金薄板搅拌摩擦焊温度场模型

根据能量检测系统得出的搅拌摩擦焊接实时功率,结合M.Song等人提出的热输入模型,在此提出了简化的热输入模型.在深入考虑焊接过程的具体条件后,利用ANSYS有限元分析程序建立随热源一起移动的坐标系,模拟出瞬态温度场以及焊缝及母材区任何位置上的热循环曲线.通过模拟结果与热电偶测得的特征点温度曲线的比较,验证了热模型和模拟方法的正确性.     

异种材料及复合热源搅拌摩擦焊

在对接和搭接方式中,异种材料搅拌摩擦焊相较于同种材料分别具有一些额外的焊接参数,并且对搅拌头材料也有更苛刻的使用要求。总结近年来异种材料搅拌摩擦焊的研究现状,介绍异种材料搅拌摩擦焊过程中脆性金属间化合物的生成及其对焊接接头的力学性能产生的影响。从金属流动机理和数值模拟方面,研究金属间化合物的生成和成长规律,给出针对金属间化合物可能的解决方法。针对高熔点焊材,介绍复合热源搅拌摩擦焊技术、常用的辅助热源以及复合热源搅拌摩擦焊在异种材料搅拌摩擦焊方面的优点和研究的不足之处。     

LF21超声搅拌摩擦焊接头组织及性能分析

利用超声波对金属塑性成形作用对LF21铝合金进行了超声搅拌摩擦焊接试验,并对常规搅拌摩擦焊与超声搅拌摩擦焊接头的微观组织、断口形貌进行了对比分析.结果表明,超声能量通过搅拌头有效地导入焊缝底部,在增加焊缝底部搅拌强度的同时,提高了搅拌针周围金属原子的运动和扩散能力,焊核区的金属组织有明显的晶粒细化和组织均匀化.超声搅拌摩擦焊断口韧窝数量与深度均不及常规搅拌摩擦焊,撕裂棱不明显;超声搅拌摩擦焊可以提高接头力学性能,但平均断后伸长率相比常规搅拌摩擦焊有所下降.     

6013—T4铝合金薄板搅拌摩擦焊热输入对焊缝成形及组织性能的影响

针对2 mm厚6013—T4铝合金薄板进行了搅拌摩擦焊接工艺试验,用搅拌头旋转速度和焊接速度的比值ω/v表征搅拌摩擦焊的热输入,试验研究了焊接热输入对接头的焊缝成形和力学性能的影响,并分析了接头的显微组织.结果表明,搅拌摩擦焊接头的综合性能较好,抗拉强度和屈服强度分别达到母材的83.3%和75.8%;在不同的搅拌头旋转速度下,随着焊接热输入的增加,接头的屈服强度和抗拉强度降低;ω/v在3 r/mm左右,焊缝成形美观,飞边毛刺少.母材为板条状组织;热影响区晶粒与母材相似,但稍微有粗化;热力影响区的晶粒极不均匀,既有等轴晶,也有拉长的带状组织;焊核区为细小的等轴晶组织.     

Experimental verification of heat input during friction stir welding of Al alloy 5083

Heat input during welding is a basic index for weld quality and service properties associated with the resulting microstructure. In this study, the heat inputs during friction stir welding of Al alloy 5083 at various welding parameters were measured by calorimetry. Multiple regression analysis of the data was conducted to determine an empirical equation to estimate the heat input with the input variables. The effect of the heat input on the grain size of the stir zone was also examined, and a good correlation between the grain size and heat input was obtained. This study obtained a systematic relationship between the input variables, heat input and grain size of the stir zone through experimental measurements.     

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.     

Effect of welding heat input and post-weld aging time on microstructure and mechanical properties in dissimilar friction stir welded AA7075–AA5086

The effects of welding heat input and post-weld heat treatment on the mechanical and microstructural aspects of dissimilar friction stir welds of age-hardened AA7075-T6 and strain hardenable AA5086-H32 aluminium alloys were investigated. X-ray diffraction (XRD) residual stress analysis and tensile testing together with optical metallography and transmission electron microscopy (TEM) were performed to assess the effects of process parameters on welded joints. It was discovered that joints produced without heat sink exhibited more homogeneous stir zones than other joints. Of the natural aging time studied, higher amount of solid solution during rapid cooling of welds produced higher driving force for increase in hardness in the AA7075 side during natural aging. Natural aging within stirring zone and thermo-mechanical affected zone of AA7075 side resulted in a 10 to 25 MPa reduction in the residual stress in these zones; its effect decreased considerably in the welds performed without heat sink. In addition, natural aging had no noticeable effect on the joint strength.     

铝合金搅拌摩擦焊热源模型建模专家系统

在铝合金搅拌摩擦焊三维体积热源模型建模过程中,轴肩、搅拌针侧面以及搅拌针底面摩擦产热的热流密度加载范围存在不确定性,需校核确定,增加了建模难度与工作量.针对该问题,建立三维搅拌摩擦焊热源模型,并确定其不确定热源模型参数,研究了这些参数变化对模拟焊缝温度的影响规律.在此基础上,基于参数变化影响规律建立了搅拌摩擦焊热源模型...     

铝合金T形接头搅拌摩擦焊研究进展

铝合金广泛应用于航空航天、汽车、船舶以及化学工业等领域中,T形接头作为铝合金薄板结构组装中的重要连接形式,对其焊接质量的要求也逐渐提高。采用传统熔焊的方式焊接铝合金T形接头时会导致应力集中、焊后残余变形大、多孔性等一系列问题。传统的搅拌摩擦焊具有产热少、焊前不用开坡口、焊后残余变形小等优势,很好的解决了这一技术难点。但是,传统的搅拌摩擦焊在焊后会产生大量的飞边以及弧纹缺陷。静止轴肩搅拌摩擦焊技术作为一种新型的搅拌摩擦焊技术,在铝合金T形接头焊接中具有很大的优势。文中综述了铝合金T形接头焊接特点、传统搅拌摩擦焊以及静止轴肩搅拌摩擦焊在T形接头中的研究进展,并对搅拌摩擦焊技术在T形接头的应用前景进行了展望。