7A52厚板铝合金搅拌摩擦焊接头疏松缺陷研究

采用搅拌摩擦焊制备30 mm厚7A52铝合金对接接头,通过X射线探伤、焊缝组织与硬度分析和力学性能测试,研究焊缝疏松缺陷的存在形式、产生机理和对力学性能的影响。结果表明,疏松缺陷产生于焊缝前进侧焊核区与热机影响区交界处,主要由焊接工艺不当引起。疏松为有一定方向性的和较明显界面的、间隙的团条状组织,而且产生疏松的焊缝显微硬度和接头力学性能明显降低。带有疏松缺陷的拉伸断口没有撕裂痕迹,属于脆性断裂。     

7A52铝合金厚板搅拌摩擦焊接接头疲劳性能研究

采用搅拌摩擦焊对厚度为30 mm的7A52铝合金厚板进行对接单道焊接,并沿厚度方向每6 mm切取共制成5层疲劳试样,研究其疲劳性能的变化趋势。结果表明:沿厚度方向由表层至底部疲劳性能依次呈先减后增的变化趋势,沿焊接方向疲劳性能呈先减后增而后再减的变化趋势;接头疲劳断裂位置和显微硬度的最低处大部分出现在前进侧的热影响区;焊缝断口形貌较母材复杂,断口瞬断区出现沿晶断裂,伴有较厚的撕裂棱;韧窝内第二相粒子发生劈裂和碎裂。     

7A52铝合金厚板搅拌摩擦焊接头性能研究

采用搅拌摩擦焊工艺对20mm厚的7A52铝合金进行了焊接,用金相显微镜、扫描电镜等分析测试手段,分析了焊接接头的组织与性能。研究表明:20mm厚的7A52铝合金,在合理的工艺参数下,接头强度可达母材的87%;焊核区发生动态再结晶,生成细小的等轴晶粒。断口分析表明,搅拌摩擦焊接头断口为明显的韧窝形貌,并用位错理论解释了微观断裂机制。     

30mm厚7A52铝合金搅拌摩擦焊接组织与性能研究

针对30 mm厚的7A52铝合金,采用搅拌摩擦焊接技术进行单道焊接试验,利用光学显微镜等工具对焊接接头组织及力学特性进行研究。结果表明:沿焊缝区横截面的硬度分布呈现W形,TMAZ/HAZ过渡区为接头软化区,硬度最低值在前进侧的TMAZ/HAZ过渡区;焊接接头强度达到母材强度的85.8%,断裂于TMAZ/HAZ过渡区,为韧窝断口形貌。     

7A52厚板铝合金单双面搅拌摩擦焊接头性能对比分析

通过对30 mm厚的7A52铝合金轧制板材进行搅拌摩擦焊接工艺试验,对比分析了单面焊接和双面焊接两种工艺对焊接接头组织和性能的影响。结果表明:与单面1道焊接相比,双面(背部2次)焊接细化了前1道焊缝组织,消除单面焊道背部缺陷,且焊接接头各区的硬度趋于均匀一致,基本达到母材硬度水平,焊接接头伸长率和拉伸强度都优于单面焊接;双面焊接头断口呈韧性断裂,单面焊接头断口韧窝数量低于双面焊。     

7A52铝合金双丝MIG焊接温度场数值模拟

采用ANSYS的"生死"单元技术,对7A52铝合金双丝MIG焊接的热过程进行数值模拟。实现多层焊中焊缝填充的动态过程,与真实试验过程完全吻合。结果表明,7A52铝合金双丝MIG焊接过程中,焊点处的峰值温度可达到837℃。     

5B06焊丝在7A52装甲铝合金上的焊接性研究

以7A52铝合金为研究对象,采用全自动MIG焊分别对5B06、5356、5A56焊丝进行焊接工艺试验,并通过X射线检测、力学性能试验、显微组织观察、鱼骨状热裂纹敏感性试验等技术手段,研究5B06、5356、5A56焊丝焊接7A52母材的各项性能。结果表明,5B06焊丝焊接接头的抗拉强度为315 MPa、伸长率为2.5%,在3种焊丝中均为最大,接头的力学性能和焊接性能最佳,热裂纹敏感性最低。     

5052铝合金搅拌摩擦焊接的组织和力学性能

用5 mm厚5052铝合金板材进行搅拌摩擦焊接研究,分析不同工艺参数下焊接区域显微组织和性能。结果表明:焊区显微组织左右不对称,前进侧的热机影响区与热影响区分界线较明显,返回侧较模糊;在搅拌头旋转速度为800 r/min,搅拌头前进速度为0.002 m/s时,焊区的平均抗拉强度为197.9 MPa,可达母材的93.3%,平均断后伸长率为19.6%,为母材的196%;拉伸断口均呈韧性断裂;焊区硬度呈"W"形分布,焊核区硬度最大,约为62HV,硬度最低值位于前进侧热机影响区与热影响区交界处。     

5083铝合金搅拌焊接头力学性能研究

用自行设计的Flared-TrifluteTM搅拌头对2mm厚的5083铝合金板材进行搭接搅拌摩擦焊实验,通过测量焊接接头的单向剪切拉伸强度和接头各区域材料的硬度。结果表明:当旋转速度为1800r/min,进给速度为30mm/min,接头的拉伸剪切强度可以达到200.12MPa;相邻的第二道焊接没有对第一道焊缝硬度分布产生影响。     

7A52铝合金焊接结构件疲劳性能研究

用西南铝加工厂生产的6mm厚7A52铝合金板、5A56焊丝,采用手工氩弧焊接的方法,焊接了9件箱形模拟结构件。对其弯曲疲劳性能进行了研究,试验频率为4.5-6Hz,应力比R=0.1。试验后对铝合金模拟结构件疲劳断口形貌进行了微观分析,确定裂纹形成机制。结果表明,7A52焊接模拟结构件的疲劳特性为离散分布,说明模拟结构件疲劳现象是一种较为复杂、相互联系的多因素过程。因此,结合国外资料介绍铝合金焊接结构件的试验数据,经保守估算,7A52焊接结构件的弯曲疲劳寿命N=1×106次的疲劳强度值为σ0.1=45MPa。经扫描电镜微观分析表明,疲劳裂纹源均由焊接缺陷引起。     

2A70-T6铝合金T型接头搅拌摩擦焊工艺研究

采用3种规格的搅拌头进行2A70-T6铝合金T型接头搅拌摩擦焊试验,并对焊缝横截面进行观察以及焊缝抗拉强度的测试。结果表明:焊缝中前进侧过渡区的金属变化急剧,拉长的晶粒成流线状分布,返回侧过渡区的金属变化缓和,由焊核区细小晶粒缓慢过渡至母材较大的晶粒;随着搅拌针根部直径的增加,焊核的宽度也增大;为了获得无缺陷的接头,焊接速度增大时,顶锻压力必须协同增大,随着顶锻压力的增大,焊缝的抗拉强度也增大。     

焊速对水下搅拌摩擦焊接铝合金组织性能的影响

采用水下搅拌摩擦焊接技术(SFSW)对2024-T4铝合金板材进行连接,研究焊接速度对SFSW接头焊核区析出相形貌和显微硬度的影响。结果表明,循环水冷介质具有明显的瞬时快冷作用。SFSW接头焊核区S-Al2CuMg相在焊接热循环的作用下发生析出长大。随着焊接速度的增加,析出相的数量先增多后减少,尺寸先减小后增大。沉淀强化和细晶强化作用促使焊核区硬度随焊接速度的增加而增大。     

铝合金搅拌摩擦焊接过程传热和塑性流动数值分析

利用大型计算流体动力学软件FLUENT,建立铝合金板搅拌摩擦焊接过程热流耦合三维有限元模型。通过求解三维质量、动量和能量守恒方程,得到焊接过程粘塑性金属三维流场和温度场。结果表明,相比较搅拌头的进给速度,搅拌头转速对促进其周围塑性金属流动效果明显。同时与纯流场模型相比,热流耦合模型显示金属流动性较充分。此外,仿真得到的温度场得到了实验结果的验证。     

轴肩压入量对2524铝合金FSSW接头组织性能的影响

对2524铝合金薄板进行搭接搅拌摩擦点焊试验,探究轴肩压入量对FSSW焊接接头组织与性能的影响。结果表明:随压入量增加,飞边增多,上板减薄严重,有效连接宽度逐渐增大,有效厚度逐渐减小;焊核区硬度随压入量增加逐渐增大;在单向拉伸试验中,接头最大剪切载荷随压入量增加,先增大后减小,压入0.6 mm时达到最大值,为4 092 N;接头存在低压入量剪切焊核断裂和高压入量撕裂上表面断裂两种模式;断口存在大量韧窝和细小弥散分布的第二相粒子,接头呈韧性断裂。     

6061-O铝合金搅拌摩擦焊研究

采用搅拌摩擦焊(FSW)方法对6mm厚的6061-O铝合金板材进行对接,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析母材和焊接接头的显微组织和断口形貌,并测试其拉伸性能和显微硬度。结果表明:焊接速度v为300mm/min时,当搅拌头旋转速度n低于800r/min,6061-O铝合金FSW接头出现明显的未焊合缺陷;当转速提高到1200r/min,接头缺陷消失,接头拉伸性能与母材接近。在所选工艺参数下获得的FSW接头硬度均比母材高,最高点均出现在焊核区;断口分析表明,断裂均为韧性断裂,且位置均出现在远离接头的前进侧热影响区。     

铝合金搅拌摩擦焊接接头疲劳行为的研究

综述国内外铝合金搅拌摩擦焊接接头疲劳行为的研究结果。包括接头不同区域的疲劳行为;工艺参数对疲劳强度的影响;微结构、残余应力、试件的几何形状对疲劳裂纹扩展速率的影响;总结摩擦点焊接头疲劳裂纹扩展的特点。对比分析铝合金熔焊和搅拌摩擦焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命。