铝锂合金FSW焊接接头性能

研究2060铝锂铝合金FSW焊接接头性能,采用光学显微镜、SEM等手段分析2060铝锂合金的微观组织、拉伸性能、显微硬度、断口形貌等性能,结果表明:在用FSW焊接2060铝锂合金过程中,当转速升高时,焊核区硬度升高;当焊速升高时,焊核区硬度基本不变,但热影响区硬度最低点向远离焊核区中心的方向移动;较高的焊接速度下(200 mm/min),随转速增加,接头强度逐渐升高,强度系数最高可达到89%;在较低焊接速度下(80 mm/min),随转速的增加,接头强度最高可达母材的87%,延伸率为10%;当转速较低时,断口呈层状结构;当转速较高时,断口出现小的韧窝。     

5052铝合金FSW接头组织和力学性能

采用搅拌摩擦焊焊接8 mm厚5052-O铝合金,并对焊接接头进行了显微组织观察和力学性能测试。结果表明:接头组织左右不对称,前进侧与母材分界线较明显,后退侧与母材分界线较模糊;焊接接头抗拉强度平均值为193.5 MPa,接头强度可达母材的99%,伸长率可达母材的84%;焊接接头正弯角和背弯角均可达到180°,弯曲性能良好;焊核区显微硬度约为72 HV,略高于母材,硬度最低点出现在前进侧熔合过渡区。     

解决运载工具铝合金焊接难题的新途径--搅拌摩擦焊

阐述了采用铝合金焊接结构制造运载工具的必要性和效果，论述了铝合金焊接运载工具的机械性能试验结果并分析其焊接中的难题。介绍了用搅拌摩擦焊解决铝合金焊接难题的新途径及其主要原因。     

相控阵超声检测技术在铝合金液化天然气储罐焊缝检测中的应用

铝合金储罐广泛应用于液化天然气的运输与储存中,液化天然气的超低温存储条件对储罐的制造质量提出了特别的要求。主要介绍相控阵超声检测技术在铝合金液化天然气储罐检测中的应用试验。结果表明:采用相控阵检测技术对铝合金液化天然气储罐对接焊缝进行检测,能完全满足标准的要求,且成像直观,可一次多角度扫描缺陷,对缺陷的检出率高,具有明显的应用优势。     

6061铝合金搅拌摩擦焊接温度场及性能分析

6061铝合金的搅拌摩擦焊接接头大体分为五个区,每个区域经历的热循环作用不同,各个区域微观组织及力学性能不同。采用传统的热电偶测温的方法难以测量焊接接头各区域,特别是焊核区的热循环。采用实际测量和有限元计算相结合的方法研究搅拌摩擦焊接的温度场。使用热电偶测温的方法测量除焊核区之外的各个区域的温度,通过JMAT软件得到材料的热物理属性,并利用ANSYS热分析得到搅拌摩擦焊接各个区域的温度。通过理论计算和现实测量结果得到常规焊接方法无法得到的焊核区的温度。结合6061铝合金TTP曲线以及各个区域所经历的热循环,分析6061铝合金搅拌摩擦焊接各区力学性能。     

喷射成形7475铝合金FSW工艺与性能

采用搅拌摩擦焊（FSW）方法对厚度为4 mm的喷射成形7475铝合金进行了焊接工艺及性能研究,通过优化搅拌头的形状和尺寸,调整焊接工艺参数得到了表面成形良好的焊接接头,经过力学性能测试和微观分析.结果表明,当焊接工艺参数选择合适时,可得到外形美观、无缺陷的焊缝;如果工艺参数选择不当,则会出现沟槽、飞边和隧道形缺陷;还发...     

7075铝合金搅拌摩擦焊接头温度场及残余应力场的有限元模拟

根据搅拌摩擦焊特点及库伦摩擦做功理论,以厚度为6 mm的7075-T7351铝合金板材为研究对象,基于ANSYS有限元软件,建立了搅拌摩擦焊双热源三维有限元模型,研究不同转速、焊接速度对温度场及残余应力场的影响规律.结果表明,焊接过程峰值温度在500℃左右,接头最高温度出现在搅拌头后部大约5 mm处;接头残余应力以纵向残余应力为主,在垂直焊缝方向上呈M形分布,最大值约为150 MPa;当搅拌头转速一定时,随着焊接速度的增大,峰值温度减小,峰值纵向残余应力增大;当焊接速度一定时,温度随着转速的增大而增大,且转速越大,纵向残余应力分布越均匀.     

铝合金搅拌摩擦焊技术研究存在的问题及趋势

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding-FSW)是目前铝、镁、铜及有色金属等轻合金连接的最先进连接技术之一,FSW与传统熔焊相比,在工艺过程、接头性能等方面具有许多优势.在讨论FSW技术特征、工艺特点及应用研究的基础上,对目前国内外有关FSW技术的研究现状、发展趋势及存在问题进行了详细综述,所涉及的问题是在工业化铝合金结构制造领域(如飞机机身结构、高速客车及汽车车体结构等)大规模推广应用FSW技术必须解决的基础性问题;其次讨论基于FSW研究开发的新思路及新工艺,尤其是搅拌摩擦点焊技术(Friction Stir Spot Welding-FSSW)的原理、特点及在汽车车体轻量化开发中的巨大应用前景.     

LF6/LD10铝合金搅拌摩擦焊工艺参数对接头性能的影响

通过LF6/LD10铝合金搅拌摩擦焊(FSW)的工艺试验研究,分析了工艺参数对其接头性能的影响。结果表明,当搅拌头的旋转速度值较低时,提高焊接速度有利于提高接头的抗拉强度值。当旋转速度值较高时,提高焊接速度对接头性能的影响不大。焊接速度较低时,改变旋转速度对于接头的力学性能影响不大;焊接速度较高时,提高旋转速度将会降低接头的力学性能。其它参数相同的条件下,材料所处的位置对接头拉伸性能的影响不大。其它条件相同,在焊接速度和旋转速度都较低时,使用无螺纹的搅拌头所得到的接头性能要优于带有螺纹的搅拌头施焊所得接头的性能;在焊接速度和旋转速度都较高时,搅拌针上的螺纹对于接头的力学性能的影响不大。     

相控阵探头扫查器检测管节点焊缝的位姿

海洋平台多为钢质材料焊接而成,其焊缝主要为管节点焊缝.这种焊缝与以往管道的环形、直线和螺旋线焊缝相比,具有形状复杂,不易实现焊缝自动检测的难点问题.根据管节点焊缝的特点,设计制造出了具有三自由度的超声相控阵探头扫查器,建立了该扫查器与管节点焊缝之间的位姿关系,给出了相控阵探头与管节点焊缝及扫查器基体之间的位姿矩阵计算方法,为扫查器的运动控制提供了理论基础.该扫查器可实现对管节点复杂焊缝的自动检测.用该扫查器对对比试块进行了检测试验,结果表明,能够准确检测出对比试块的缺陷,可满足对管节点焊缝质量进行自动检测的要求.     

7B05铝合金搅拌摩擦焊接头的微观组织和力学性能

采用搅拌摩擦焊双面焊接工艺焊接42 mm厚7B05-T5铝合金型材,利用金相组织观察、显微硬度测定、拉伸能测试等方法研究了搅拌摩擦焊接头的微观组织特征和力学性能。结果表明,焊核区由于发生了动态再结晶,其组织为细小的等轴再结晶组织;焊缝两侧的热机影响区受力和热的双重作用,组织发生一定程度的变形和回复;热影响区组织和母材相似,受热循环作用发生了粗化。力学实验表明,接头的抗拉强度达303 MPa,为母材的90%,拉伸试样均断裂于近缝区热影响区,这与显微硬度分布测定的热影响区软化区位置一致。     

6061铝合金搅拌摩擦焊接头组织及性能

对厚度6 mm的6061铝合金进行了搅拌摩擦焊对接焊,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验机及电化学工作站等设备对焊接接头的金相组织、断口形貌、拉伸性能和腐蚀性能进行了测试和分析。结果表明,当焊接速度为80 mm/min、旋转速度在600～1 500 r/min之间时,焊接接头的外观良好,无明显缺陷。随着旋转速度的增加,焊核区晶粒呈现出先减小后增大的现象。当旋转速度为1 200 r/min时,焊核区的晶粒最细小,焊接接头的抗拉强度和断后伸长率最高,分别为168 MPa和14.7%,焊缝强度达到了母材的81.9%,焊接接头的断裂形式为以韧性断裂为主的韧-脆混合断裂模式。随着旋转速度增大,搅拌摩擦焊接头的耐腐蚀性能呈现先上升后下降的趋势,当搅拌头旋转速度为1 200 r/min时,焊接接头的耐腐蚀性能最好,其腐蚀电流密度最小为2.4×10-5 A/cm2。创新点： 研究了旋转速度焊接工艺参数与搅拌摩擦焊焊接头耐腐蚀性能之间的关系。     

全聚焦相控阵技术的场测量

全聚焦相控阵系统不能显示A扫,从而给检测带来问题。通过研究全聚焦相控阵的声场特性和信号特性,提出"场测量"技术路线,阐述了有关原理和实施的基本过程,论证了在焊缝检测应用中的可行性,给出了一些试验结果。结果表明:场测量技术路线有利于全聚焦相控阵技术优势的发挥,在检测中的应用效果良好。     

海洋平台结构管节点焊缝超声相控阵检测技术

为了提高海洋平台结构手工超声检测结果的重复性和缺陷定量的准确性，研究了适用于海洋平台结构的超声相控阵检测成像技术。该技术采用区域划分法将管节点焊缝分成垂直方向的若干区，由扫查器携带超声相控阵探头运动，对其分区进行电子扫查，检测结果以图像形式显示。提出海洋平台结构超声相控阵检测方案，并使用该系统在对比试件上进行试验。试验结果表明，该方法对缺陷的检测能力与传统超声检测方法相同，但检测结果的重复性和可靠性等方面，都优于传统超声检测技术。     

ASME电站锅炉项目中相控阵超声演示试块的准备及规程演示

随着业主对相控阵超声检测技术的接受,该技术在电站项目中应用得越来越多.如何依据ASME(美国机械工程师协会)相关标准及公司内部质量控制手册对电站锅炉进行相控阵超声检测变得尤为重要.对于ASME锅炉钢印项目,现场一般会有AI(授权检验师)监督验收全部的过程文件.根据ASME钢印项目相控阵超声检测现场的演示经验,对演示试块...     

铝合金搅拌摩擦焊接头服役孔洞裂纹扩展规律研究

以不同尺寸孔洞缺陷的2024铝合金搅拌摩擦焊接头为研究对象,在对接头进行分区建模基础之上,通过试验和有限元数值模拟研究了接头孔洞大小对接头服役裂纹扩展的影响规律。研究表明,接头在准静态服役条件下,力学性能随孔洞减小而不断提高;孔洞直径减小至0.1 mm时,接头力学性能与无缺陷接头相同,断裂于热影响区;而当孔洞直径大于0.1 mm时,接头均断裂于含有孔洞缺陷的焊核区。在交变载荷服役条件下,接头疲劳力学性能随孔洞减小而不断提高,随孔洞增大对载荷的敏感性逐渐降低;断裂的瞬间断口会有温升现象且均断裂于有孔洞缺陷的焊核区。     

铝合金疲劳裂纹扩展声发射监测

采用声发射(acoustic emission,AE)技术对7N01铝合金单边缺口三点弯曲试样不同应力比、不同峰值载荷下疲劳裂纹扩展过程中声发射信号进行了监测,建立了裂纹扩展速率、声发射计数(count)与应力强度因子之间的关系.结果表明,大部分的声发射信号主要产生于疲劳循环载荷的低应力阶段,这主要是低应力阶段的声发射活动主要与裂纹尖端的塑性变形和裂纹闭合现象有关,声发射计数与应力强度因子之间呈指数增长的关系.基于所建立的声发射计数率与裂纹扩展速率的关系,可以预测疲劳损伤结构的剩余寿命.     

双金属结合面缺陷的凸面相控阵超声检测

采用凸面相控阵探头检测双金属涡轮盘内部,根据小孔径涡轮盘结合面缺陷的结构特征、双金属涡轮盘的结构特点以及扩散焊工艺的连接特点等,首先在理论上分析了相控阵超声的声场特性,然后利用CIVA仿真软件设计了一种8阵元凸面相控阵换能器,通过选择合适的相控阵参数,有效地抑制了声束扩散,并在涡轮盘试块中获得了较好的聚焦效果.检测结果...     

7020铝合金搅拌摩擦焊与MIG焊接对比试验

采用搅拌摩擦焊(FSW)和MIG焊对高速客车车体材料7020铝合金板进行焊接,分别测试焊接接头的拉伸和冲击性能,观察焊接接头的金相组织,并进行接头的硬度分布测试.结果表明,搅拌摩擦焊接头抗拉强度高达309 MPa,是母材的78％,与MIG焊接头相当.焊接接头软化状况比MIG焊程度弱.焊接接头各区组织的不均匀性造成了接头...     

带凸面声透镜的相控阵超声检测技术

带凸面声透镜的相控阵超声技术通过设置与工件表面曲率相匹配的凸面透声楔块来改善平面探头与凹面工件的界面耦合效果,同时,凸面声透镜在圆周方向上有一定的声束聚焦作用,可有效降低凹界面的耦合损失对检测造成的不利影响.将带凸面声透镜的相控阵超声技术应用于承压设备插入式管座角焊缝的质量检测,结合实时成像技术,可以直观地显示缺陷的位...