7005-T6铝合金搅拌摩擦焊焊接工艺与接头组织性能研究

通过固定搅拌头旋转速度,改变焊接速度对8 mm厚7005-T6铝合金板材对接接头进行搅拌摩擦焊,分析了在搅拌摩擦焊过程中不同焊接速度对焊接接头力学性能、焊缝微观组织和硬度的影响.研究表明,当焊接速度在200～350 mm/min时,接头的抗拉强度先减小后增大,当焊接速度为350 mm/min时焊接接头抗拉强度最高.由于...     

6061铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能研究

采用搅拌摩擦焊方法(FSW)对6 mm厚的6061-T4铝合金板材进行对接,焊后利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析、对比了焊接接头和母材的显微组织和断口形貌特征,并测试了其室温拉伸性能和显微硬度。实验结果表明:选择了适合于6061-T4铝合金板材搅拌摩擦焊的工艺参数:焊接时搅拌头旋转速度为1200 r.min-1,工件的进给速度为300 mm.min-1,在此参数下获得了与母材等强度、韧性接近于母材的焊接接头,为此种合金应用于汽车关键零部件提供了可靠的工艺方法。FSW板材接头焊核区的组织和性能明显优于其他区,热影响区是接头最薄弱的部分,焊核区的硬度最高,而热影响区的硬度最低,焊缝金属发生回复再结晶使晶粒细化。断口分析表明,断裂发生在热影响区,由于搅拌头的旋转运动和热量的累积,该区存在晶粒长大、组织粗化现象。对工艺参数的优化实验表明,搅拌头旋转速度与焊接速度对接头性能的影响存在一定的适配关系,通过工艺参数的调整可以有效地控制热影响区的焊缝组织和改善焊接接头的性能。细晶强化是搅拌摩擦焊接头强度与韧性提高的主要原因。     

镁-钢无匙孔搅拌摩擦点焊接头机械连接状态分析

采用无匙孔搅拌摩擦焊对DP600镀锌钢和AZ31镁合金进行点焊搭接试验,利用扫描电镜观察其微观组织,分析拉伸断口推断其断裂过程.结果表明:镁-钢接头成形受转速与轴肩下压量影响敏感,可施焊工艺参数窗口小;在最优工艺参数下,接头成形良好,镁和钢相互嵌入锁合充分明显,具有典型"机械连接"特征;接头宏观形貌上,镁和钢分别呈多钩状互相嵌入对方并呈涡流状缠绕在一起;微观形貌上,由于搅拌针直接穿过钢板,钢侧搅拌针作用部分区域被撕裂与搅碎,镁、钢层叠交错分布,流向性明显,并存在少量由于镁蒸发造成的微观孔洞;拉断试验中,镁、钢分离起始于搅拌区外围不存在机械连接作用的区域,直至裂纹扩展至焊核区镁、钢互相缠绕部分钢的裂纹处,沿裂纹发生撕裂将钢板从镁板上剥离,断后在钢板的搅拌区域形成较大孔洞;接头横截面显微硬度显示,无论镁层钢层,其硬度分布均呈"W"型,符合普遍搅拌摩擦焊接头硬度分布特征.     

厚板2195铝锂合金搅拌摩擦焊缝组织及性能研究

采用搅拌头转速800r/min、焊接速度150mm/min、搅拌头倾角2.5°的工艺参数焊接了10mm厚2195铝锂合金,并对接头组织及性能开展分析研究。结果表明:厚板2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织分为焊核区、热机影响区、热影响区及轴肩影响区四个区域,且焊核中心也有明显的"洋葱环"结构;接头抗拉强度及延伸率分别达到母材的70%与60%,力学性能良好;接头各区域受搅拌作用及热循环影响的不同,晶粒组织尺寸存在差异,焊核区硬度最低,热机影响区次之,母材区硬度最大;接头断口以等轴韧窝为主,属于典型韧性断裂。     

搅拌针形状及旋转速度对搅拌摩擦焊搭接接头迁移界面的影响

采用圆台形搅拌针和倒圆台形搅拌针分别对2 mm厚的AZ61B镁合金材料进行了搅拌摩擦焊(FSW)搭接试验,研究了搅拌针形状及旋转速度对搭接接头迁移界面的影响。研究结果表明,倒圆台形搅拌针作用下的搭接接头焊核区出现明显的分层现象,而圆台形搅拌针作用下的搭接接头焊核区分层现象不明显,并且前者的接头界面迁移高度较后者的低。旋转速度对接头的焊核区形貌及界面迁移高度也有重要的影响:随着旋转速度的增大,焊核区尺寸也逐渐增大;当焊速为定值时,随着旋转速度的增加,界面迁移高度也随之增加,当旋转速度超过一定值时,即圆台形搅拌头的旋转速度大于1200 r·min~(-1)或倒圆台形搅拌头的旋转速度大于1100 r·min~(-1)时,界面迁移高度将保持恒定或减小。剪切拉伸性能测试结果表明,断裂均起源于迁移界面,然后沿着垂直于载荷方向断裂;界面迁移高度越低,接头抗剪强度越高;与圆台形搅拌针相比,倒圆台形搅拌针获得的接头最大抗剪强度提高了10%。     

转速、焊速对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊性能的影响

对3 mm厚6061-T6铝合金板材的搅拌摩擦焊工艺进行试验研究,分析了在搅拌摩擦焊焊接过程中不同搅拌头转速、焊接速度对焊接接头力学性能和焊缝中"S"线缺陷的影响。研究结果表明,当搅拌头转速保持在1 200 r·min~(-1)时,焊接工艺窗口较宽;当焊接速度为700 mm·min~(-1)、搅拌头的旋转速度为1 200 r·min~(-1)时焊缝的强度最高,为251.608 MPa,焊缝强度达到了母材的81.16%。焊接过程中提高搅拌头的旋转速度、减小焊接速度能够减少焊缝中"S"线缺陷的产生。     

轴肩直径对Ti-6Al-4V钛合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

作为搅拌摩擦焊用搅拌头的重要尺寸,轴肩直径对焊接接头组织性能都产生影响.采用不同轴肩直径进行了2 mm厚Ti-6Al-4V钛合金搅拌摩擦焊试验,并进行了显微组织的金相(OM)分析和电子背散射衍射(EBSD)分析,以及力学性能的测试与分析.结果 表明,当轴肩直径在8～14mm时,2 mm厚Ti-6Al-4V钛合金搅拌摩擦...     

铝合金/Q235钎剂涂层钢板异种金属CMT焊接分析

采用CMT(Cold Mental Transfer,冷金属过渡焊)焊接技术,分别对5083铝合金和6061铝合金与Q235钎剂涂层钢板进行焊接实验。采用NOCLOCK+30%Zn粉的钎剂配方和相同的焊接工艺参数,对焊缝界面组织的SEM和EDS观察分析,研究不同母材对铝合金/钢异种金属焊接的影响。结果表明:采用该钎剂配方可以基本满足铝合金/钢异种金属焊接的要求;铝母材中镁含量越高,得到的接头性能越差。     

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。     

不同焊速下7×××系铝合金FSW接头组织及性能研究

采用金相、扫描、显微硬度测试、拉伸等试验手段,研究了转速1 600 r/min,焊速600 mm/min、900 mm/min以及1 200 mm/min下7046-T6铝合金薄板搅拌摩擦焊接头的组织与性能。试验结果表明:焊核区的晶粒细小均匀,600 mm/min焊速下焊核区的晶粒较为粗大。受热循环的作用,热影响区晶粒呈现一定程度的粗化长大。热机影响区和焊核区的过渡区的最低硬度为108 HV。当焊接速度为900 mm/min时,焊接效果较好,焊接接头的强度为350.3 MPa,达到母材抗拉强度500 MPa的70.1%。     

搅拌摩擦焊搭接hook缺陷研究现状

搅拌摩擦焊搭接hook缺陷是材料焊接过程中由于材料受热及物理畸变变形形成的固有物理缺陷,在焊接构件使用过程中对构件静态及动态性能影响大。本文从hook缺陷表现形貌及形成原因出发,综述了新型连接技术搅拌摩擦焊在搭接接头中缺陷成型机理,分析了搅拌摩擦焊焊接材料搭接焊接时材料的配置位置、焊接刀具形貌及长度以及焊接工艺参数等对hook缺陷形貌及尺寸的影响,结合国内外研究现状简述了hook缺陷对焊接接头静态力学性能及动态裂纹敏感性的影响程度,并就目前影响因素情况对后期该缺陷改进提出了相关建议。     

地铁车辆铝合金车体搅拌摩擦焊浅析

针对铝合金轨道车辆车体焊接难题,对熔焊、激光焊与搅拌摩擦焊等焊接工艺的接头性能、焊接效率与工作环境等进行了比较研究。重点讨论了低成本、高质量的搅拌摩擦焊在铝合金车体焊接大规模工业化生产中的可行性,对于提升我国现今轨道交通车辆装备制造水平具有一定的借鉴意义。     

喷射成形7055铝合金搅拌摩擦焊的焊缝组织与力学性能

采用全自动控制的往复喷射成形工艺批量生产大规格的7055铝合金锭坯,对喷射成形7055铝合金板材进行搅拌摩擦焊.通过对搅拌摩擦焊塑性连接时的焊缝成形、焊缝组织及力学性能进行研究,实验结果证实:用搅拌摩擦焊焊接4mm厚的7055铝合金板材,选用合适的工艺参数,可获得外形美观、组织无缺陷、无变形的焊缝.焊缝各区域的组织有明...     

核电站安全壳用SA738Gr.B钢板焊接性能研究

以核电站安全壳用42.5 mm厚SA738Gr.B钢板为试验材料,研究了熔化极气体保护焊焊接过程中的热输入以及焊后热处理对试验钢焊接接头组织和性能的影响。结果表明,随着焊接热输入量的增加,焊接接头的低温冲击功有先增大后减小的趋势;抗拉强度相差不大;而焊后热处理对焊接接头的力学性能影响较小。随着线能量的增大,针状铁素体减小且伴随着一定程度的粗化,粗大的先共析铁素体组织明显增多。焊接热输入量在1.2~2.0 k J/mm范围内焊接时,焊接接头均可获得良好的综合力学性能。焊后消除应力热处理对焊接接头的性能影响不大,当采用较大线能量进行焊接时,建议进行焊后热处理以减小残余拉应力。     

2519铝合金搅拌摩擦焊焊缝组织与性能

2519是第三代新型高强装甲铝合金,开发与之配食的成熟焊接技术。特别是厚板焊接技术,是其实现工程应用的前提。本文采用搅拌摩擦焊工艺对2519合金厚板进行了实验研究,实现了25mm厚的2519铝合金焊接。并对焊缝组织进行了组织、力学性能、抗应力腐蚀性能测试,结果表明：抗拉强度达到300MPa以上,延伸率达到8—10％。     

厚度大于2.0 mm的双相钢DP600窄搭接焊工艺探讨

介绍了DP600厚度2.0 mm以上窄搭接难焊的原因;对DP600厚度2.5 mm与DX51D厚度2.5 mm的窄搭接焊缝断带的原因进行了分析;研究了焊接工艺参数对焊缝质量的影响。结果表明：焊接电流为19.0 kA,焊轮移动速度为5.8 m/min,电极压力为22 kN,操作侧搭接量为1.7 mm,传动侧搭接量为2.6 mm时,焊接工艺参数最佳,焊缝质量良好。     

搅拌头转速对6063铝合金双面搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用光学显微镜和拉伸试验机,研究了搅拌头转速对6063-T4铝合金挤压材双面搅拌摩擦焊接头显微组织与力学性能的影响.结果表明,随着搅拌头转速的增加,焊接接头的热输入量增大,焊核区和热影响区的晶粒尺寸增大,焊接接头的强度逐渐下降.搅拌头转速为1000rpm时,焊接接头的强度最高,抗拉强度为132.2MPa,屈服强度为78...     

轴肩直径对5083铝合金FSW接头腐蚀行为和力学性能的影响

对厚度为5 mm的5083铝合金板材进行单面对接搅拌摩擦焊接（FSW）,研究了不同轴肩直径（12,14和16 mm）对搅拌摩擦焊接头金相组织、耐蚀性能以及力学性能的影响。结果表明：随着轴肩直径的增加,焊核区晶粒尺寸逐渐增大,第二相尺寸也有所增加,且出现了不同程度的聚集,热机影响区晶粒尺寸的均匀性变差。从热影响区到焊缝中心,电极电位逐渐增加,焊核区的表面膜一直处于此消彼长的稳定状态,而热机影响区和热影响区的表面膜以溶解破裂为主。焊接接头的表层硬度曲线呈“W”型分布,硬度最低值出现在前进侧热影响区上。当搅拌头轴肩直径为14 mm时,焊核区晶粒尺寸细小,第二相尺寸均匀,接头表面的钝化区间较宽,腐蚀电流密度最小,表面膜稳定,耐蚀性能最好。对应接头的抗拉强度为288 MPa,断后伸长率为10.6%,焊接接头系数达到89.6%,接头的塑性和强度均达到最大值。     

高强铝合金的激光-MIG复合焊接的实验研究

以20mm厚的高强铝合金2519-T87为研究对象，研究了激光-MIG复合焊接工艺的工艺参数、坡口形貌以及热处理制度对高强铝合金的平板对接接头的抗拉强度的影响。研究表明：采用类似双U型坡口比国外常用的双V型坡口更有利于复合焊的焊接；保护气体对焊接接头的气孔的形成比较敏感，从而影响焊接接头的抗拉强度，复合焊的保护气体一般采用He气中添加少量的Ar；送丝速度通过改变焊接热输入来影响焊缝组织的晶粒大小以及强化元素的烧损量对焊接接头的强度影响较大。焊后对接头进行合适的热处理，可以显著提升接头的抗拉强度。     

超细晶Cu/AI异种材料搅拌摩擦焊组织与性能研究

超细晶材料综合性能优异,但组织热稳定性较差,焊接后接头组织容易发生异常长大,使其性能急剧下降。因此,合适的连接工艺对大尺寸超细晶结构件的应用具有重要工程意义。以超细晶铜、粗晶铝以及粗晶铜、粗晶铝作为结构母材,采用热输入量小的搅拌摩擦焊（FSW）工艺进行连接探索,系统观察了铜铝接头组织与性能。结果表明,超细晶铜与铝接头界面处元素互扩散能力较强,形成较多的Al4Cu9 金属间化合物;在焊接过程中,当搅拌头转速为1000 r/min,焊接速度为50 mm/min时,粗晶铜与铝接头硬度可达HV 211,超细晶铜与铝焊接接头可获得良好的力学性能。