搅动摩擦焊原理及应用

搅动摩擦焊是近十年里出现的最引人注目的新型焊接方法。文中介绍了搅动摩擦焊的原理、特点、焊缝组织及应用 ,并对该焊接方法的应用前景进行了展望     

铝锂合金搅拌摩擦焊研究进展

铝锂合金作为一种低密度、高性能的新型结构材料,被认为是航空航天领域中实现飞行器轻量化的理想结构材料之一。而搅拌摩擦焊作为一种固相焊接技术,能够克服铝锂合金熔化焊时易产生的裂纹、气孔等缺陷,在铝锂合金焊接领域具有重要的应用前景。从搅拌摩擦焊焊接工艺、接头组织与性能等方面综述了铝锂合金搅拌摩擦焊近几年的研究进展,总结了其存在的主要问题,并对铝锂合金搅拌摩擦焊技术未来的发展进行了展望。     

铝锂合金搅拌摩擦焊研究

采用柱形带螺纹搅拌针搅拌摩擦焊接5 mm厚铝锂合金轧制板材,并对接头组织、力学性能及断裂特性进行了研究.接头形成差别明显的三个区域:焊核区、热机影响区和热影响区.拉伸实验表明,接头强度随着焊接速度的提高先增加,并于v=60mm/min处达到最大值340MPa;当v＞60mm/min时,接头强度迅速下降.铝锂合金搅拌摩擦接头断裂模式为韧脆混合型断裂,并以脆性断裂为主.     

2060搅拌摩擦焊对接接头显微组织与析出相分析

选用Al-Li-Cu-Mg系铝锂合金2060,开展搅拌摩擦焊对接接头显微组织与析出相演变规律研究.搅拌摩擦焊对接接头,呈现典型的母材、热影响区、热机影响区和焊核区四区分布特点.母材为双向板条组织,在α板条中有大量三角形AlCu2Mn化合物析出,但在其它相区,当受到热影响时,该相消失;热影响区组织粗大,热机影响区晶粒受到机械力作用,前进侧拉长,后退侧破碎;焊核区为等轴晶组织,出现了高温析出相AlxCuxMn,均布于整个焊核区域.接头显微硬度在母材区最高,热影响区最低,焊核区低于母材,稳定在115 HV.     

2060搅拌摩擦焊对接接头显微组织与析出相分析

本文选用Al-Li-Cu-Mg系铝锂合金2060,开展搅拌摩擦焊对接接头显微组织与析出相演变规律研究.搅拌摩擦焊对接接头,呈现典型的母材、热影响区、热机影响区和焊核区四区分布特点.母材为双向板条组织,在α板条中有大量三角形AlCu2Mn化合物析出,但在其它相区,当受到热影响时,该相消失;热影响区组织粗大,热机影响区晶粒受到机械力作用,前进侧拉长,后退侧破碎;焊核区为等轴晶组织,出现了高温析出相AlxCuxMn,均布于整个焊核区域.接头显微硬度在母材区最高,热影响区最低,焊核区低于母材,稳定在115 HV.     

A356Al/TiB2颗粒增强铝基复合材料的搅拌摩擦焊

采用纯机械化的固相连接技术--搅拌摩擦焊成功地焊接了应用原位反应合成法制造的铸态A356Al/6.5%TiB2(体积分数)颗粒增强铝基复合材料,与铝合金相比,铝基复合材料搅拌摩擦焊的焊缝质量对焊接参数更为敏感.该连接方法在较低温度下实现铝基复合材料的焊接,避免了基体铝合金与增强相之间的化学反应,同时在搅拌头机械搅拌、挤压和摩擦热的共同作用下,焊缝区基体材料的晶粒和增强相被破碎并形成再结晶晶核,细化了组织结构,增强相分布也更加弥散.焊缝区的硬度值波动范围很小,抗拉强度比母材增加约20%.研究表明,搅拌摩擦焊用于连接颗粒增强铝基复合材料具有明显的优势.     

干摩擦条件下Al2O3f／ZL109复合材料的磨损行为

用压铸法制备Ａｌ２Ｏ３ｆ／ＺＬ１０９复合材料，研究了该复合材料在干摩擦条件下磨损量与滑动距离的关系，结果表明：复合材料磨损失效的临界值远高于其基体合金，同一时刻对应的耐磨性也明显高于基体合金。     

铝合金搅拌摩擦焊研究现状及应用

搅拌摩擦焊是由英国焊接研究所发明的一种固相连接技术，可以对熔化焊接性差的铝合金进行可靠的连接，又具有诸多优点。介绍了搅拌摩擦焊工艺过程，分析了搅拌摩擦焊技术目前存在的优缺点，综述了铝合金搅拌摩擦焊的国内外研究现状和应用情况，指出搅拌摩擦焊为现代铝合金制造业提供了新的连接方法。     

柱形光头搅拌针搅拌摩擦焊接铝锂合金接头组织及力学性能

采用柱形光头搅拌针搅拌摩擦焊接5mm厚的铝锂合金轧制板,并对接头组织和力学性能进行了分析.焊后接头形成了三个组织差异明显的区域:焊核区,热机影响区和热影响区.焊核区微观组织呈鱼鳞状;热影响区组织在焊接热循环作用下,发生回复反应,形成棒状的回复晶粒;前进侧和后退侧热机影响区内为颗粒较大的等轴晶晶粒,且后退侧晶粒尺寸大于前进侧.力学性能测试结果表明,焊接速度υ＝40mm/min时,接头获得最高拉伸强度(296MPa);焊接速度υ＝80mm/min时,接头获得最大延伸率(8.6%).硬度测试结果表明,焊缝区发生了软化,前进侧和后退侧材料的软化区间大致相同,但后退侧软化程度高于前进侧.     

铝基复合材料搅拌摩擦焊搅拌头设计

文中介绍了铝基复合材料搅拌摩擦焊搅拌头材料选择和结构设计方案。根据铝基复合材料复杂的微观和宏观结构,选定钢结硬质合金GT35制造搅拌头,并与选用工具钢制作的普通搅拌头进行对比。对比结果表明,普通搅拌头焊后磨损严重,焊缝质量较差。对搅拌头形状和尺寸进行了设计：最初的“一字凹凸槽”设计存在不同心德患,给加工制造造成困难;后改为分体式搅拌头,采用螺纹连接。采用这种搅拌头能得到表面光滑,宏观形貌良好的接头。     

Friction Stir Welding of Ceramic Particle Reinforced Aluminium Based Metal Matrix Composites

The mechanical and microstructural properties of 6061+20% Al₂O_3p and 7005+10% Al₂O_3p aluminium based metal matrix composites joined by friction stir welding were analyzed in the present study. The two materials were welded into the form of sheets of 7 mm thickness after T6 treatment and were tested in tension at room temperature. The microstructure of the joints was observed by optical microscopy and the fracture surfaces were analyzed by employing a scanning electron microscope equipped with field emission gun in order to study the micromechanisms involved during the deformation.     

Friction Stir Welding of Ceramic Particle Reinforced Aluminium Based Metal Matrix Composites

The mechanical and microstructural properties of 6061+20% Al₂O_3p and 7005+10% Al₂O_3p aluminium based metal matrix composites joined by friction stir welding were analyzed in the present study. The two materials were welded into the form of sheets of 7 mm thickness after T6 treatment and were tested in tension at room temperature. The microstructure of the joints was observed by optical microscopy and the fracture surfaces were analyzed by employing a scanning electron microscope equipped with field emission gun in order to study the micromechanisms involved during the deformation.     

搅拌摩擦焊接及其加工研究现状与展望

搅拌摩擦焊是一种新型的固相焊接工艺,在近些年取得了巨大的研究进展.从搅拌摩擦焊的工作原理和特点出发,对搅拌摩擦焊工艺参数、焊缝组织及性能进行了评述;最后简要介绍了搅拌摩擦加工的最新发展及在各工业领域中的应用概况.     

铝 / 钢异种金属搅拌摩擦焊及其研究进展

铝/钢异种金属连接结构在国防领域和国民生产、生活中更加广泛应用的前提,是获得良好的接头综合性能,但铝/钢焊接时易出现裂纹、金属间化合物等,严重影响了焊接接头质量。摩擦焊作为一种低温高效的固相连接方法,在新材料连接、高性能装备制造等领域受到了高度重视。其中,搅拌摩擦焊由于其可焊接头形式丰富而被重点关注。从搅拌摩擦焊的接头形式、工艺参数、力学性能及界面组织4个方面,分别介绍了铝/钢搅拌摩擦焊的研究进展,为其深入研究提供依据。     

MB8镁合金薄板的搅拌摩擦焊

针对我国航空航天工业常用的MB8镁合金。采用搅拌摩擦焊工艺进行焊接，对其焊缝的成形特点、组织特征和力学性能进行分析。结果表明，采用搅拌摩擦焊焊接镁合金效果良好。     

铝/钢搅拌摩擦辅助铆接接头界面特性研究

目的探究搅拌摩擦辅助铆接铝/钢接头界面的结合特征,解决传统铆接力学性能较低的问题。方法采用搅拌摩擦焊技术实现了对3mm厚不锈钢板和4mm厚的铝合金板的搭接点焊,采用OM及SEM对铝/钢接头界面结合情况进行分析,并利用EDS对界面处元素分布进行分析。结果搅拌头转速1180 r/min、焊接时间120 s、下压量0.2 mm时,铝/钢接头界面结合较好,平均拉剪力达到6519 N,且在铝/钢界面处产生FeAl金属间化合物。受摩擦热作用的影响,位于下板的铝母材晶粒发生长大变粗,铝铆钉与铝板结合紧密,铝铆钉与铝板的结合情况受搅拌头压力的影响更为显著。结论搅拌摩擦辅助铆接铝/钢异种合金,实现了铆钉与铝板和钢板的有效冶金结合,在铝钢结合界面处存在原子的互扩散现象,且有相应的金属间化合物生成。     

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.     

旋转速度与焊接速度对铝铜异种材料搅拌摩擦焊接头成形的影响

目的为了获得较好的铝铜异种材料搅拌摩擦焊焊缝,研究旋转速度与焊接速度对焊缝成形的影响规律。方法采用对接的方式对4mm厚的纯铝和紫铜进行搅拌摩擦焊,对比了不同旋转速度和焊接速度对铝铜异种金属焊缝表面的影响,并对焊缝内部成形变化进行了分析。结果旋转速度和焊接速度对焊缝的成形影响较大,当旋转速度为1200 r/min,焊接速度为10 mm/min时,焊缝表面成形美观,焊缝表面相对较为光滑,焊缝内部存在相互交叠的片层结构和漩涡状结构,焊缝内部未见明显缺陷;与旋转速度1200 r/min,焊接速度10mm/min相比,在焊接旋转速度减小或者焊接速度变大时,由于焊接热输入减小,造成焊缝表面出现沟槽、孔洞等焊接缺陷,同时搅拌针的旋转搅拌作用影响焊缝成形和焊缝内部缺陷的产生。结论选择合适的旋转速度和焊接速度能够获得宏观成形较好和内部缺陷较少的焊缝。