工具尺寸对铝-钢异种金属搅拌摩擦搭焊接头组织与性能的影响

铝合金与钢的异种连接是汽车轻量化制造的关键,然而采用传统的熔化焊工艺很难得到高质量焊缝。本文选用不同尺寸的焊接工具对1.2mm厚的5182铝合金和DP1180高强钢进行搅拌摩擦搭焊。微观组织分析表明,在转速为800r/min,焊接速度为50mm/min的参数条件下,采用两种尺寸的工具均可得到无缺陷的接头,且小尺寸工具条件下接头生成明显的"Hook"缺陷,采用大尺寸工具时"Hook"缺陷显著弱化,此时铝和钢的反应充分,堆垛层状结构更为明显。由于堆垛层状结构中金属间化合物的存在,界面附近硬度波动较大,最高硬度可达641HV,明显高于钢母材。采用小尺寸工具时,由于搭接面积较小,接头拉伸剪切性能较差,全部沿界面开裂;而采用大尺寸工具时,当铝合金位于前进侧的条件下接头性能优异,断裂于铝合金侧,最大剪切力高达3.42k N,表明对铝-钢异种金属进行搅拌摩擦搭接可获得高质量的焊接效果。     

中间层厚度对TiAl金属间化合物三体摩擦焊接性的影响

利用Inconel718中间层实现了TiAl金属间化合物与42CrMo钢的三体摩擦焊接，焊接接头拉伸强度达到360MPa左右。采用数值逼近方法得到了中间层厚度与拉伸强度之间的数学模型，并对接头组织性能进行了理论分析。     

铝/黄铜异种金属搅拌摩擦焊搭接接头显微组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊方法对5052铝合金及H62黄铜异种金属进行搭接,搅拌头转速固定为1 000 r/min,焊速为100～300mm/min,对接头微观组织和力学性能进行研究。结果表明:搭接接头铝侧分为焊核区、热机影响区和热影响区。接头铝侧与搅拌头直接作用的区域,晶粒发生一定的细化。搭接界面处两板间分界明显,界面处有黄铜和铝的机械混合,且有金属间化合物产生。接头显微硬度分布表明铝侧焊核区显微硬度最高,硬度最低点在热影响区。界面处的硬度明显大于铝及黄铜母材。随着焊速的增大,接头拉剪载荷先增大后减小。接头拉伸时断于界面区,断口为解理断裂。     

异种金属的焊接：第一讲 异种金属的焊接性

随着现代科学技术的发展,建筑各种工程结构不仅需要对大量的同种金属进行焊接,同时也需要对相当数量的异种金属进行焊接。目前,异种金属的焊接     

异种材料焊接技术

异种材料两体焊接后均产生不同程度的裂纹或断裂,经实验分析．选取适当的摩擦时间和顶锻力,并对工艺进行了改进．解决了焊接质量问题.     

铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究现状及展望

搅拌摩擦焊作为一种新型的固相连接技术,具有优质、高效、节能、环境友好等优点,广泛应用于航空航天、船舶、轨道交通、汽车等工业领域。为了实现车体轻量化,铝-钢异种金属的搅拌摩擦焊研究得到越来越多的重视。从搅拌摩擦焊的工艺、组织及性能三个方面,对铝-钢异种金属搅拌摩擦焊的国内外研究现状进行综述。研究现状表明,通过控制界面金属间化合物的生成量,可得到高质量的铝-钢异种金属的搅拌摩擦对焊、搭焊及点焊接头,优化工艺参数下其拉伸性能可与母材相当,然而在铝-钢界面的精细结构表征和复杂应力状态下接头的力学性能方面还需要进一步的深入研究。此外,对未来铝-钢异种金属搅拌摩擦焊的研究方向进行展望。     

焊接速度对镁/铝异种合金搅拌摩擦焊接头显微组织与力学性能的影响

在不同焊接速度(23.5,47.5,75.0mm·min~(-1))下采用搅拌摩擦焊技术对AZ31镁合金和6061铝合金进行对接焊,研究了焊接速度对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:不同速度焊接后,接头焊核区存在条带状组织,焊核区晶粒发生细化;在前进侧焊核区/热机影响区界面处生成了少量金属间化合物Al_3Mg_2和Al_(12)Mg_(17);随着焊接速度的降低,各区域的晶粒尺寸有所增大,材料混合均匀程度有所增强;随着焊接速度的增大,后退侧不同区域的硬度均先降后增,前进侧的硬度整体呈增大趋势,接头的抗拉强度和屈服强度均有所下降;拉伸断裂均发生在接头前进侧焊核区/热机影响区界面处,断裂模式均为脆性断裂。     

异种金属的焊接：第二讲异种普低钢的焊接

普低钢是普通低合金钢的简称,含合金元素低于5％。在普通低合金钢中,除含碳之外,还含有少量的锰、硅、钒、钼、钛,铝,铜、硼、磷及稀土元素。由于合金元素增多,使其性能发生变化,因此获得一般碳钢所没有的特殊性能,具有强度高、耐腐蚀、耐高温、耐低温和耐磨等特点。几种典型的普低钢化学成分列于表1。 目前,异种普低钢在轮船、车辆、罐体、容器及化工炼油设备中应用得非常广泛。如大功率水轮机涡     

异种金属的焊接：第四讲 异种金属的堆焊

堆焊是焊接领域中的一个重要分支。所谓堆焊是用不同的焊接方法,在零件表面堆敷一层具有一定性能金属(此金属与母材不同)的工艺过程。这种工艺过程是实现异种金属的冶金结合,其目的是为了增加零件的耐磨、耐热及耐蚀等性能,所以堆焊亦属异种金属的焊接。     

镁/钢异种金属搅拌摩擦焊的进展研究

镁钢异种金属的焊接研究在近些年愈发受到重视,因其可以在航空航天,航海以及汽车领域发挥出巨大作用。然而,不同焊接方式,工艺参数,焊接材料等所带来的各种问题成为阻碍技术进步的关键。尤其是金属镁与金属钢及其以各自为基底的合金具有相当大的物理和化学性质差异,两者之间难以通过现有的焊接方式实现可靠焊接。本文主要从镁钢异种金属的搅拌摩擦焊方法入手,介绍在此方法中,两者焊接所存在的具体问题,解决方式和发展前景。     

基于电子束能量分布控制的异种金属的焊接

在通用真空电子束焊机的基础上配置两对电子束偏转线圈、工控机、多功能数据采集卡、功率放大器以及虚拟仪器软件,构建一个电子束能量分布控制系统.利用该系统可对电子束扫描加热区域的能量密度分配进行离线编辑、计算和预测,并将电子束焊接过程中的三维能量分布实时显示在工控机屏幕上.对铌钛异种合金采用不对称热输入的扫描加热方式进行焊接,获得了铌、钛熔化量相当,焊缝形状对称的焊接接头.     

摩擦焊工艺参数对焊接接头性能影响的正交分析

采用正交试验设计的方法得出,摩擦焊工艺参数中对接头抗拉强度的影响的顺序是摩擦压力、顶锻压力、摩擦时间.为在生产实际中制定摩擦焊接工艺规范提供了重要的参考依据.     

搅拌摩擦焊接头摩擦磨损性能研究

在MM-200型摩擦磨损试验机上分别试验了LF2铝合金搅拌摩擦焊接接头焊缝区和母材的摩擦磨损性能。通过测定失重量和摩擦力矩的波动情况,得出了在不同的工艺参数条件下试样的抗磨损性和摩擦因数的变化规律。实验结果表明：搅拌摩擦焊接头的摩擦磨损性能明显优于母材,当正压力从50N增加到106N时,母材的失重量增加近6倍,母材的失重量在同等垂直载荷的情况下是焊缝的10-20倍。实验还表明搅拌摩擦焊接接头的摩擦力矩较小并且波动平缓。搅拌摩擦焊接头区域的磨损机制从磨粒磨损方式转变为疲劳磨损方式。     

摩擦过程中相对运动速度对声发射振幅信号的影响

相对运动速度对摩擦过程中的摩擦、磨损影响很大,为此研究了摩擦过程中相对运动速度与声发射振幅信号之间的关系.研究结果表明:在正压力和摩擦状态基本不变的条件下,声发射振幅信号随相对运动速度的增加而增加;利用声发射振幅信号可以分辨出相对运动速度对摩擦产生的影响,也可以检测、量化这种影响.     

液压翻转机翻转机构的异种钢材焊接

通过SUS304不锈钢板和30#钢异种钢材的焊接技术和焊接材料的论述,解决了焊接制造技术过程中产生的难点。使技术改造顺利进行,提高了产品包装效率。也为机械行业提供了一般焊接工艺的典型范例,取得了一定的社会效益。     

3A21与6063异种铝合金搅拌摩擦焊接头性能分析

为研究3A21与6063异种铝合金材料摩擦搅拌焊接头性能,文中选取了16组不同的焊接工艺参数进行搅拌摩擦焊接试验。在试验过程中,为研究焊缝处的力学性能,减小了试件焊缝处的宽度,使拉伸断裂处能发生在焊缝处。通过整理试验数据,分析了6063-O/3A21与6063-T6/3A21焊接接头抗拉强度与接头硬度随焊速、转速以及焊速转速比变化的分布规律,得到了适用的焊接参数范围。试验表明,通过合理选择焊接参数,得到了力学性能良好的焊接接头,达到了工程应用要求。     

异种钢水下摩擦柱/锥塞焊接头组织及性能*

应用X65、Q235C、Q345C和316L塞棒与X65母材塞孔配合对异种钢水下摩擦柱/锥塞焊过程进行试验研究,探讨塞焊缝区微观组织、显微硬度及力学性能变化规律。试验表明：在转速7 000 r/min、塞棒消耗量14 mm、焊接压力分别为30~50 kN和20~40 kN范围内,用X65和Q345C塞棒可获得无缺陷异种钢水下摩擦柱/锥塞焊接头。异种钢塞焊缝组织均与原始组织有明显差异,塞焊缝区域主要为贝氏体或马氏体或其混合组织特征;X65和Q345C塞棒均形成有效扩散冶金连接,结合界面处具有带状细小铁素体组织特征;316L塞棒与X65塞孔很难形成无缺陷摩擦柱/锥塞焊接头。异种钢塞焊缝区硬度普遍高于其母材,这种高匹配摩擦柱/锥塞焊缝接头有利于抗拉强度的提高,但塞焊缝附近的高硬化倾向将降低异种钢塞焊接头的塑性。研究结果为开发基于等静压摩擦柱/锥塞焊接技术的海底管线修复技术提供重要试验依据。     

Ti600/TC17钛合金惯性摩擦焊接头组织与力学性能研究

采用惯性摩擦焊方法对TC17和Ti600钛合金进行了连接,着重分析接头焊态和热处理条件下的组织特征与力学性能。接头焊态TC17一侧：在热力影响区原始β晶粒发生破碎,晶界以及晶内α相扭曲变形;在再结晶区β晶粒发生动态再结晶形成细小的等轴晶粒,晶内为亚稳态的β相;接头Ti600一侧：在热力影响区片层组织随着金属流动发生变形;在再结晶区,α片层团簇发生再结晶形成大量细小的α片层团簇片层。经过热处理后,TC17钛合金一侧亚稳态β相析出细小的层片状α相,Ti600钛合金一侧层状α相长大,但是不明显。热处理使接头的显微硬度升高,TC17钛合金焊缝一侧显微硬度增加明显。接头抗拉强度与Ti600母材相当,断裂发生在Ti600钛合金一侧,断口为典型的杯锥状断口。     

异质金属Fe-Ni电阻点焊熔核形成过程三维数值模拟分析

介绍了异质金属Ｆｅ－Ｎｉ电阻点焊熔核形成过程的三维电、热学有限差分模型,提出了异质金属点焊过程导电、传热三维耦合作用的模拟方法、接触电阻分析方法和产热结构处理方法。模型中也考虑了随温度变化的材料性能以及各种边界冷却条件的影响,模拟过程分析了改善异质点焊接头的办法。数值模拟结果与实验吻合良好。该模型提供了一种有效的异质点焊过程理论的分析手段。