焊后时效对异种铝合金搅拌摩擦焊接头的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机、显微硬度仪等表征分析了焊后时效工艺对A356-T6/6061-T6异种铝合金搅拌摩擦焊接头的影响,并讨论其影响机制。结果表明,人工时效有利于提高接头的抗拉强度和屈服强度,但延伸率有所下降。当时效温度为165℃、时效时间5 h时,接头抗拉强度和屈服强度分别达285、240 MPa,约为A356-T6母材的96.6%和90%,比未人工时效接头强度提高35.7%和60%,延伸率下降40%。焊后人工时效对整个接头的硬度都有一定的提高作用,焊缝各区提高幅度不一致,改变了焊缝区的硬度分布格局,导致低硬度区和断口位置由返回侧热影响区向前进侧转移。人工时效能有效降低第二相的面积分数和颗粒尺寸,提高第二相的圆整度。但保温温度过高和时间过长,均可能导致第二相面积分数的提高和粗化。     

2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头成形及力学性能

为研究不同焊接速度对2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)接头成形和力学性能的影响,在室温下对焊接接头进行冲击实验和拉伸实验,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对断口形貌和成分进行表征分析,采用光学显微镜(OM)对接头横截面进行观察。结果表明,焊接接头呈非对称形,前进侧宽度小于后退侧宽度;焊速为120mm/min时,接头冲击功最高达到18.45J,焊速为140mm/min时抗拉强度最优,为239.68MPa,延伸率为7.56%。随着焊速的增加,焊缝表面起毛倾向减小,出现隧道孔缺陷的倾向增加;接头抗拉强度与塑韧性随焊速的增加而提高,但焊速为140mm/min时,焊核区出现了隧道孔缺陷,造成接头的韧性下降;拉伸断口呈现上部韧性断裂和下部解理断裂,EDS元素分析韧性断裂部分存在第二相粒子Mg_2Si。     

2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头成形及力学性能研究

研究目的：研究不同焊接速度对2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊（Friction stir welding,FSW）接头成形和力学性能的影响。研究方法：使用体式显微镜对接头横截面观察,并在室温下对焊接接头进行冲击实验和拉伸实验,拉伸断口采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）进行分析。结果：焊接接头呈非对称形,前进侧宽度小于后退侧宽度;焊速为120mm/min时接头冲击功最高达到18.45J,焊速为140mm/min时抗拉强度最优,为239.68 Mpa,延伸率为7.56%。结论：随着焊速的增加,焊缝表面起毛倾向减小,出现隧道孔缺陷的倾向增加;接头抗拉强度与塑韧性随焊速的增加而提高,但焊速为140mm/min时,焊核区出现了隧道孔缺陷,造成接头的韧性下降;拉伸断口呈现上部韧性断裂和下部解离断裂,EDS元素分析韧性断裂部分存在第二相粒子Mg2Si.     

2024铝合金的搅拌摩擦焊接工艺及显微组织

对厚度为6mm的2024铸铝合金板做了搅拌摩擦焊接工艺试验，通过对焊接件拉伸强度测试，以及在光学显微镜和扫描电匀下对焊缝和基体显微组织的观察，发现焊缝比基体具有更细小的晶粒细胞，粗大的θ（CuAl2）相被破碎，且有害杂质相容易在晶界上析出，试验结果表明，焊接速度在30mm/min和焊接头旋转速度为1000r/min时，可以获得良好的焊接质量，图5，表2，参6。     

冷却方式对铝合金薄板搅拌摩擦焊接头性能的影响

采用搅拌摩擦焊技术分别在自然冷却、气流、水流和水雾冷却环境下对铝合金薄板进行焊接试验,对焊缝接头的外观成形进行比较,同时对焊缝接头进行CT扫描、力学性能以及微观组织分析。结果表明:冷却方式是铝合金薄板搅拌摩擦焊接的一个关键因素,在焊接参数相同时,水雾冷却能够得到外表成形美观、内部无缺陷的焊接接头,焊缝接头平均强度为387.8 MPa,达到母材强度的82.5%。     

搅拌头转速对铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织性能影响的研究

在不同搅拌头转速下对3mm厚的6063-T4铝合金进行双轴肩搅拌摩擦焊接.结果表明:当焊接速度为200mm/min时,搅拌头转速在400~700r/min的范围内,均可获得成形美观、无内部缺陷的接头;随着转速的增加,接头搅拌区范围有所降低,晶粒尺寸有所增大,沉淀相粗化更为明显;同时,热机影响区范围有所增加,晶粒变形更为剧烈,与搅拌区组织的差异更为明显;各区域硬度值均有所降低,热影响区范围也有所增大.当转速为400r/min时,接头强度达到最高为173 MPa,接头强度系数为85%,伸长率18.3%.     

Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊与激光焊接头组织与性能对比研究

通过金相显微镜、扫描电镜和显微硬度测试等分析手段,研究了Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊接头与激光焊接头的组织和性能。结果表明,Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊接头主要分为母材区、热机影响区、焊核区,其显微组织分别为纤维组织、拉伸弯曲变形组织、细小的晶粒;接头各区域硬度分布为:母材区>热机影响区>焊核区;接头的抗拉强度153.8 MPa,延伸率为6.7%,发生偏向脆断的准解理断裂。激光焊接头主要分为母材区、熔合区、焊缝区,焊缝区中心位置上下表面有凹坑,其内部有多条排列规则且形状近似抛物线的熔合线,并存在较明显的夹杂;接头各区域硬度分布为:母材区<熔合区<焊缝区;接头的抗拉强度为110.3 MPa,延伸率仅为4.7%,发生脆性断裂。     

6082铝合金搅拌摩擦焊接头性能及腐蚀行为

成功实现3 mm厚6082铝合金搅拌摩擦焊接,探究了不同焊速对其接头力学性能的影响,并对接头的腐蚀性能展开研究。结果表明：焊速从80 mm/min增大到120 mm/min的过程中接头抗拉强度增大较快,在120 mm/min时抗拉强度最大,为200.36 MPa。晶间腐蚀实验表明接头在不同时间内均发生了晶间腐蚀,这是由于晶界处析出的第二相粒子与晶粒内部产生了电位差。随着时间的增加,腐蚀逐渐向晶粒内部扩展,最终发展成腐蚀坑。微区电化学和浸泡腐蚀实验表明热影响区的平均阻抗值最低,耐腐蚀性能最差,而焊核区表现出最佳的耐腐蚀性。     

焊接速度对6082Al/T2Cu异种材料搅拌摩擦焊接头成形及性能的影响

为研究焊接速度对3 mm厚6082Al/T2Cu异种材料搅拌摩擦焊接头成形及性能的影响.对焊接试样进行了不同焊接速度工艺参数的搅拌摩擦焊接实验,并对焊接接头采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计和力学实验机进行了微观组织分析和力学性能测试.结果表明,采用主轴转速1500 r/min、焊接速度100 mm/min...     

超声辅助对2524铝合金搅拌摩擦点焊组织与性能影响研究

采用光学金相显微镜、拉伸试验机、显微硬度仪、扫描电镜等研究了超声辅助对2 mm厚2524铝合金板材搭接搅拌摩擦点焊焊接接头组织与力学性能的影响.结果表明,施加超声后,接头有效连接宽度由1763μm提升至2399μm,热机影响区畸变程度降低,焊核区晶粒明显细化,断口韧窝更细小、均匀,第二相粒子分布更均匀、弥散.接头显微硬...     

搅拌摩擦加工对3003铝合金铸轧带组织和力学性能的影响

采用搅拌摩擦加工方法对3003铝合金铸轧带材进行加工,借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、拉伸试验机、显微硬度仪和取向成像分析软件(OIM),分别对加工区及母材的显微组织与力学性能进行了研究.结果表明:该合金经搅拌摩擦加工后,搅拌区晶粒发生动态再结晶并且等轴细化,平均晶粒尺寸由母材的35.58μm减小至3.05μm;相比于母材,搅拌摩擦加工后带材的抗拉强度、平均硬度、延伸率均有所降低,分别为117.68MPa,37.82MPa,12.53%;加工区硬度沿横向呈"W"型不均匀分布,并且从加工区底部到上部依次升高.     

转速对2524铝合金搅拌摩擦点焊组织与性能的影响

对2524铝合金薄板进行搭接搅拌摩擦点焊试验,研究了搅拌头转速对其组织与性能的影响。结果表明,随转速增加,焊点外侧飞边越加严重,组织畸变程度增加,焊核区宽度增大,有效连接宽度先增大后减小。母材区硬度最大,热影响区硬度最低;在焊核区内,显微硬度随转速增加而增大,当转速为1 100 r/min时达到最大133.9HV,而热影响区在300 r/min时硬度最大。在单向拉伸试验中,接头剪切强度随转速增加先增大后减小,在700 r/min时达到最大值3 510 N;接头呈现出两种断裂模式:即低转速下平行于两板面断裂和高转速下沿倾斜方向断裂;断口呈现明显的剪切韧窝形态,韧窝小而浅,焊接接头为韧性断裂。     

轴肩尺寸对搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用轴肩尺寸对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头进行了搅拌摩擦焊接,并测试和分析了AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头的力学性能和耐腐蚀性能。结果表明:随轴肩尺寸从10 mm增加至18 mm, AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头试样的接头系数表现为先增大后减小、腐蚀电位先正移后负移的变化趋势,力学性能和耐腐蚀性能先提升后下降;当轴肩尺寸为14 mm时,接头系数为91%,腐蚀电位为-0.859 V,与10 mm轴肩尺寸相比,试样的接头系数增大了15%,腐蚀电位正移了0.079 V。为提高AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头的力学性能和耐腐蚀性能,轴肩尺寸优选为14 mm。     

搅拌摩擦焊接钢接头组织与变形分析

采用搅拌摩擦焊方法进行了3 mm厚Q235钢的对接焊试验,并进行了组织与变形的测试分析。结果表明,采用搅拌摩擦焊可以获得表面成形性好、内部去缺陷、焊接变形小的3 mm厚Q235钢搅拌摩擦焊焊缝。与母材相比,接头热影响区晶粒稍有增大;热机械影响区晶粒一部分为细小等轴晶,一部分呈长条状;焊核区为细小等轴晶。     

6061铝合金FSW焊缝时效组织与力学性能研究

研究了6061铝合金搅拌摩擦焊接(FSW)焊缝单级时效和二级时效处理后组织与力学性能变化,结果表明:6061铝合金FSW焊缝固溶后自然时效处理,硬度为52HV,抗拉强度200 MPa;6061铝合金FSW焊缝固溶后再经(180 ℃×6 h)单级峰时效(T6态),硬度为93HV,抗拉强度为320 MPa,伸长率为12%;6061铝合金FSW焊缝经120 ℃×4 h+180 ℃×4 h二级峰时效处理后,硬度为112HV,抗拉强度为375 MPa,伸长率为11%。二级峰时效的试样组织中出现了条絮状析出相,并与针状析出相发生缠结,对位错移动产生阻碍,这是铝合金FSW焊缝经二级峰时效后强度和硬度比单级峰时效更高的重要原因。     

6005A 铝合金型材搅拌摩擦焊缝的剥落腐蚀行为

采用搅拌摩擦焊机焊接6005 A铝合金型材,获得无缺陷焊缝。借助电化学工作站、扫描电子显微镜及金相显微镜等对比研究了焊缝及母材的剥落腐蚀行为。研究结果表明,母材发生的是晶间腐蚀且部分区域发生剥落,焊缝则只发生了均匀点蚀;腐蚀评级和电化学阻抗谱都说明焊缝比母材具有更强的耐剥蚀性。通过对微观组织的对比分析,得出焊缝耐剥蚀性能提高的原因是在焊接过程中发生了动态再结晶,使母材中的带状晶粒转变成了等轴细小晶粒;同时,晶界上的第二相粒子发生固溶后,使其在晶界与晶内的分布趋于均匀从而减弱了微电偶腐蚀倾向。     

充型速度及锻造压力对铸锻复合成形A356铝合金制品的组织与性能的影响

采用铸锻复合成型技术成形A356铝合金.研究了充型速度对铸锻件宏观形貌的影响以及锻造压力对铸锻件组织及性能的影响.结果表明:充型速度小于55mm/s时,由于金属液过早凝固导致铸锻件充型不完整;充型速度大于66mm/s时,铸锻件内部容易产生气孔.当充型速度为66mm/s时,铸锻件的宏观形貌较好.当锻造压力为120 MPa时,未经热处理的铸锻件的抗拉强度和延伸率分别为216MPa和16.7%.当锻造压力为60MPa时,经T6热处理的铸锻件的抗拉强度能达到最大值320MPa,此时延伸率为11.6%.     

旋转速度对航空高强铝合金搅拌摩擦焊缝性能的影响

航空材料7022高强铝合金因具备密度低、比强度高等优点常被用作飞机框架零件材料。采用搅拌摩擦焊方法对7022铝合金进行焊接试验。结果表明,旋转速度是影响焊缝质量的关键因素,当旋转速度值为400 r/min时,能获得细小的等轴再结晶晶粒,焊缝力学性能达到最佳状态,焊接速度为100 mm/min时,抗拉强度σb为604.79 MPa,已超过母材的抗拉强度598 MPa,达到母材的102.5%,屈服强度σ0.2为525.21 MPa,接近母材的屈服强度530 MPa,达到母材的99.10%,平均延伸率约为3.45%,呈现出优异的力学性能。     

挤压ZK60-Gd合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能

采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、拉伸试验仪等手段研究了镁合金ZK60-Gd搅拌摩擦焊接头的组织与性能.结果表明:ZK60-Gd镁合金的焊接参数为:焊接速度120～240mm/min,搅拌头转速900～1300r/min.热输入量过大或不足均可导致缺陷;焊接头各区域的组织均有明显特征,焊核区形成细小均匀的再结晶组织;通过焊接工艺优化,焊缝的抗拉强度可达285MPa,为母材强度的87.08%,试样断裂均发生在热影响区.     

复合热处理对7075铝合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、布氏硬度计、室温拉伸测试与Image J图像处理软件等手段,研究了复合热处理对7075铝合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,与T6处理相比,固溶+深冷12h+时效复合热处理工艺对7075铝合金组织与性能提高作用明显,在其延伸率基本保持不变的基础上,抗拉强度与硬度分别提升了18.6%与20.43%;深冷过程中温度剧烈变化带来的应力细化了合金的晶粒,同时降低了Al基体的固溶度,促进原子析出形成更多GP区,为时效过程中析出相的孕育提供了更多驱动力,增加了合金的析出相强化效果,进一步提升合金的力学性能。