钛及钛合金搅拌摩擦焊研究进展

搅拌摩擦焊技术已经成功应用于铝合金等低熔点材料的焊接,但针对钛及钛合金等高熔点材料的研究仍在进行之中。从焊具设计、接头显微组织与力学性能和焊接过程仿真等方面综述了钛及钛合金搅拌摩擦焊国内外研究进展,为搅拌摩擦焊技术应用于钛及钛合金提供参考。     

搅拌摩擦焊接过程控制研究综述

从搅拌摩擦焊接过程参数测控角度出发,综述了焊接区域温度、轴向力等主要过程参数的检测方法、各参数的影响因素分析;重点回顾了搅拌摩擦焊接过程参数的控制研究,主要内容为焊接区域温度的控制、轴向力控制、扭矩控制、压入深度控制、焊缝自动跟踪,当前主要采用PID控制器;由于过程模型的建立较为困难,自适应控制是较为理想的方法,控制律和稳定设计是关键环节。进一步加强焊接机理研究,建立更为完善的过程控制模型,才能进一步实现搅拌摩擦焊接过程的高度自动化、智能化。     

美国海军将采用搅拌摩擦焊接技术制造全钛舰艇

美国海军将采用创新的搅拌摩擦焊接技术制造全钛舰艇,这是美国海军研究局基金资助的项目。该项目承包商最近完成了工业上最长的钛合金板的搅拌摩擦焊接,计划今年(2012年)夏天完成全钛船体的制     

钛及钛合金的焊接

工业纯钛及α钛合金的焊接组织在常温下是单相,根据冷却速度的不同,生成锯齿状或针状组织.各种机械性能与基材相比没有大的变化,焊接性能良好.     

钛合金搅拌摩擦焊研究进展

搅拌摩擦焊是一种固相连接技术,具有低应力、小变形、绿色环保等优点。在航空、航天等领域广泛应用的钛合金材料的搅拌摩擦焊技术,是目前国内外研究的热点与难点。主要从焊接接头的显微组织、力学性能、搅拌头磨损和复合工艺这几个方面,介绍了钛合金搅拌摩擦焊的研究进展,并对该技术未来的发展趋势进行了展望。     

摩擦搅拌焊接进展

日本产业技术综合研究所的田中研究员等人利用充填琼脂糖胶体的管柱，开发出将金属型和半导体型单层碳纳米管（SWQ盯）分离的方法。用该方法分离的SWCNT纯度高，且由于可实现自动化及胶体可反复使用，使分离成本降低。     

搅拌摩擦焊接技术研究进展专题 序

<正>制造业是国民经济的主要支柱。我国是世界制造大国,但还不是制造强国;制造技术基础薄弱,创新能力不强;产品以低端为主;制造过程资源、能源消耗大,污染严重。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中明确指出,要重点研究开发绿色制造技术。搅拌摩擦焊就是一种非常典型的高效、节能、无污染的先进焊接技术。搅拌摩擦焊接及其衍生技术(如搅拌摩擦加工、搅拌摩擦点焊等)均是利用摩擦     

钛合金搅拌摩擦焊搅拌头研究现状

搅拌摩擦焊在焊接钛合金这类高熔点金属方面具有很大优势,但是搅拌头的磨损一直是其一大难点。对钛合金搅拌摩擦焊中的搅拌头结构、材料选择进行了讨论,认为圆锥形搅拌针综合性能较好,而在材料选择方面,认为目前应用前景较好的是钨铼合金,但不同材料的组合可能更符合未来发展的方向。为了研究搅拌头的磨损机理及如何减小磨损,列举了几种辅助焊接工艺及目前应用较广的模拟仿真,指出辅助焊接工艺可减小搅拌头磨损,但目前工艺不完善等问题依然存在,需要进一步优化,包括模拟仿真在内,对于钛合金搅拌摩擦焊搅拌头结构、材料优化、磨损机理、辅助焊接工艺等研究均较少,限制了其研究进展及应用。     

钛合金搅拌摩擦焊研究现状

搅拌摩擦焊是目前钛合金焊接技术研究的热点.从搅拌头材料与结构设计、焊接工艺与组织性能关系、焊接过程数值仿真等方面综述了钛合金搅拌摩擦焊国内外研究现状.以现有的研究结果来看,搅拌摩擦焊是实现钛合金高强可靠连接的有效途径,选择合适的焊接参数和焊后热处理工艺可获得高质量钛合金焊接接头;但由于对钛合金用高温高强高耐磨搅拌头研制...     

钛及钛合金的非熔化焊接

1钎焊 钛与其它金属易形成化合物或产生共晶反应,故作为钎焊基本条件的润湿性一般较好.但反应易生成脆性金属间化合物,且易引起钎料对基材的侵蚀,所以它须考虑到使用温度、钎料的熔点、钎焊温度及基材的热处理条件等来选择施工条件.     

搅拌摩擦焊接温度场研究

搅拌摩擦焊接（FSW）传热过程直接决定工件所经历的热循环，进而影响焊接接头的微观组织和力学性能。同时温度场的分析对于预测接头残余应力和变形，以及焊缝区硬度揶具有重要意义。本文在工艺研究的基础上。分析了FSW的产热过程；采用K（EU-2）型热电偶（测量温度范围0～1300℃）配合XMT-101型数显仪，对焊接过程中紫铜板的温度分布与变化进行了测量。初步获得了谊焊接过程的热循环规律。为进一步研究搅拌摩擦焊接温度场奠定了一定的基础。     

焊接速度对钛/钢搅拌摩擦焊接头宏观及界面形貌的影响

目的研究焊接速度对钛/钢搅拌摩擦焊接头的成形及界面特征影响。方法采用搅拌摩擦焊技术实现了2 mm厚钛/钢板材的对接焊,采用OM及SEM对钛/钢接头的成形及界面特征进行分析,并利用EDS对界面处的元素分布进行了分析。结果焊接速度为23.5~60 mm/min时,焊缝中心形成了以钛为主的"洋葱环"。"洋葱环"内部涡流分布着条带状及颗粒状的Fe-Ti反应物,为金属间化合物或固溶体。焊接速度为75 mm/min时,界面处反应层厚度约1μm,焊接速度为60 mm/min时,界面处反应层厚度约5μm,焊接速度为47.5mm/min时,界面处反应层厚度约5~60μm。结论随着焊接速度的增加,钛/钢搅拌摩擦焊焊缝表面成形由粗糙变得光滑,随焊接速度的降低,界面处的钛/钢冶金反应程度变强,界面反应层厚度逐渐增大。     

搅拌摩擦焊接技术基础及其工程应用

搅拌摩擦焊(FSW)是最近十几年才发展起来的一项新的连接技术,焊接的材料非常广泛.在焊接时材料不熔化,减少和消除了因金属熔化带来的冶金反应的复杂性,因此特别适合焊接活性金属或两种物理和化学性质相差悬殊的材料.利用搅拌摩擦焊技术,已对高温活性金属、低熔点金属、复合材料、异种金属或合金等材料进行了焊接性能实验研究和工程应用研究,对核工业使用的铍-铝合金、铜合金核废物容器箱体也进行了焊接.利用摩擦搅拌技术还能细化金属材料的晶粒和增强硬度.     

搅拌摩擦焊接技术的研究现状及其展望

搅拌摩擦焊是针对焊接性差的铝、铗合金而开发出的一种新型固相焊接工艺,由英国焊接研究所于1991年开发的专利技术.简要介绍了搅拌摩擦焊的应用现状,综述了近10年来国内外搅拌摩擦焊技术的发展概况和最新进展,比较详尽地总结了焊接接头形成机理、适用母材、接头微观组织、力学性能、焊接设备、焊接工艺及搅拌摩擦焊应用领域.     

用摩擦搅拌焊接法对纯钛与AZ31镁合金焊接性能的研究

钛合金和镁合金作为代表性的轻量高强金属材料正在得到广泛的应用,若有可能使镁合金和钛合金异种金属材料焊接,将发挥它们轻量化的特性,但是由于钛合金的熔点在镁合金的沸点以上,当用熔融焊接法时会使熔融部发生二相分离,无法形成焊缝而难以焊接.     

搅拌摩擦焊接头组织及力学性能的研究进展

介绍了搅拌摩擦焊接原理、焊缝的组织与性能及其力学性能的研究进展.搅拌摩擦焊原理简单、焊缝组织好、性能优异,因而具有广阔的工业应用前景和发展潜力.许多与之相关的理论研究成为该领域研究的热点.     

钛及钛合金表面强化技术

介绍了钛及钛合金的表面强化处理技术,综合评述了钛及钛合金表面氮化、渗碳和激光熔覆技术的发展现状.根据目前的研究趋势指出:今后对钛及钛合金表面强化处理技术,应结合各种工艺技术的特点制备多层复合涂层,以及涂层+渗层的思想进行研究.作者认为,降低表面改性层处理成本,使表面处理工艺更加简单,同时综合多种表面处理技术的优点,提高表面改性层的综合性能是钛及钛合金表面强化技术今后的研究方向.     

焊接参数对搅拌摩擦焊接质量的影响

采用基于固体力学的有限元方法建立了搅拌摩擦焊接过程的三维数值模型,研究了在焊接参数不同的情况下搅拌摩擦焊接过程中力学特征的变化．数值模拟结果和试验结果都表明,等效塑性应变能近似地反映焊接构件焊缝区域材料显微结构的演化,较高的搅拌头转速和较低的焊速有利于提高焊缝的质量．焊接构件特定的等效塑性应变等值线可以较好的对应不同焊接区域的边界．随着搅拌头转速的提高,等效塑性应变随之增大,但搅拌探针与焊接构件交界面上的接触压力随之减小．等效塑性应变随着搅拌头平移速度的增大而减小．     

铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷的超声检测方法研究综述

铝合金搅拌摩擦焊技术广泛运用于航空航天、汽车、船舶等制造领域,在国防工业的发展中扮演着重要角色,而超声波检测技术在对搅拌摩擦焊接头质量评估和控制方面起着不可或缺的作用。综述了铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷的超声检测方法。介绍了接头缺陷的复杂多样的特点,分别阐述了超声检测A信号分析,超声C扫检测和超声相控阵检测方法在搅拌摩擦焊缺陷检测的应用,并介绍了3种检测方法检测能力,明确了搅拌摩擦焊缺陷超声检测尚需解决的突出问题并展望了未来研究的发展方向。     

复合板材搅拌摩擦焊接的探讨

以厚度为3mm和10mm的聚四氟乙烯板(简称PTFE)和LC4铝合金板作材料,用搅拌摩擦焊(简称FSW)法焊接是一种新的探索.试验中采用不同的工艺参数,如焊接行走速度、搅拌头材料与形状、搅拌头旋转速度和倾斜角度,用图像分析仪等对试样的焊接区进行分析,探索工艺参数对焊接质量的影响.结果表明:焊接工艺参数和搅拌头材料、形状都会影响焊接质量;用搅拌摩擦焊的方法可使聚四氟乙烯和铝合金LC4焊接.