镁合金薄板的搅拌摩擦焊工艺

搅拌摩擦焊是一种新型的塑化连接工艺,对于用熔化焊方法难于焊接的有色金属,有着极大的应用潜力。本文针对我国航空航天工业中常用的MB8镁合金,试验研究了镁合金薄板的搅拌摩擦焊工艺,对焊缝的成形特点、接头组织特征及力学性能进行了分析探讨。结果表明,MB8镁合金塑化连接的接头外观成形良好,内部无气孔、裂纹,焊后焊件几乎无变形,接头性能可达到母材抗拉强度的76％。塑化连接接头由焊核和热影响区组成,焊核区是经历了动态再结晶的细小晶粒,热影响区的晶粒较粗大。     

搅拌摩擦焊焊缝的无损检测技术

简要介绍了搅拌摩擦焊焊缝缺陷的种类及形成机理,并详细介绍了搅拌摩擦焊焊缝缺陷的渗透检测、射线检测、超声波检测及涡流检测取得的最新进展和研究成果.比较了这四种检测方法的优势与不足,提出了在检测中将阵列涡流检测与相控阵超声波检测结合可以最大程度地发现搅拌摩擦焊焊缝缺陷.     

LY12铝合金摩擦点焊接头组织及性能

采用摩擦点焊对厚度为2mm的LY12铝合金进行焊接实验,分析接头的显微组织及力学性能。根据焊点接头的组织特征可将其分为塑性区、动态静止层、热影响区和母材。结果表明：塑性区和动态静止层的晶粒在热和力作用下发生动态再结晶形成细小的等轴晶,热影响区的晶粒在摩擦热作用下长大变粗;搅拌头旋转速度为2500r／min,焊接时间为12s时,可以获得力学性能较好的焊点,焊点的剪切强度达到9．24kN：焊点的剪切强度随搅拌头旋转速度的增大而增大,随焊接时间的延长先增大后减小：塑性区的显微硬度较高,但略小于母材,接头显微硬度的最小值分布在热影响区：焊点热输入量较多时,接头为Ⅰ型断裂,焊点的剪切强度较高：焊点热输入量较少时,接头为Ⅱ型断裂,焊点的强度较低。     

搅拌摩擦焊焊缝缺陷的超声波动态波形研究

以搅拌摩擦焊焊缝的包铝陷入缺陷、隧道孔缺陷、未焊透缺陷为研究对象,通过超声波检测中的前后扫查和左右扫查获取缺陷的超声波回波动态波形,分别描述了三种缺陷的动态波形特点,并分析了各缺陷动态波形的形成原因。分析表明,由于包铝陷入缺陷的包铝层/铝合金基体界面两侧的声阻抗几乎相等,所以该缺陷的超声波回波是由于界面的不良结合而产生的;前后扫查的动态回波特征可以将隧道孔缺陷与包铝陷入、未焊透区分开,该特征可以作为搅拌摩擦焊焊缝缺陷超声波检测时的初步定性依据。     

陶瓷与金属梯度过渡层的自蔓延高温合成

陶瓷以优良的性能正成为极具潜力的新型结构材料,在其应用过程中往往需与金属连接,但因两者间的组织结构及物化性质相差悬殊,往往得不到满意的连接结果.在陶瓷与金属间用一定厚度的成分和结构呈梯度变化的梯度过渡层作为连接二者的焊缝层,是解决陶瓷与金属连接时所存在问题的较好措施之一.本文将自蔓延高温合成技术引入焊接领域,探索了陶瓷-金属焊接时接头中梯度过渡层的制备工艺.试验结果表明,采用自蔓延高温合成技术可成功地制取陶瓷-金属的梯度过渡层,这种过渡层可以有效地缓和因线膨胀系数差在陶瓷-金属焊接时界面处所产生的热应力,为获得综合性能良好的异种材料焊接接头开辟了一条新途径.     

搅拌摩擦焊过程金属流场的数值模拟研究进展

对FSW过程数值模拟研究的进展进行了介绍和总结,认为采用流体或刚塑性体描述搅拌头周围金属,存有明显的流动区域或者流动分界面,与实际情况有较大差距.如果根据材料流动的本质,通过对材料流动的驱动力及所受约束问题,即“软性约束”问题进行研究,或许对解决现有问题、完善FSW焊缝成形理论具有巨大意义.     

工艺参数对铜/钢搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

用搅拌摩擦焊方法焊接了10mm厚的紫铜和低碳钢板,并就工艺参数对焊缝成形的影响进行了研究.结果表明:搅拌头的旋转速度越高,焊缝表面氧化程度越大;焊接速度越大,出现缺陷的现象越严重.采用右螺纹搅拌针的搅拌头进行焊接时,在焊核区底部容易出现孔洞型缺陷.在搅拌头旋转速度为475 r/min,焊接速度为47.5 mrn/min时能获得无缺陷的铜/钢搅拌摩擦焊接头.     

搅拌摩擦焊基础塑性流动形态的研究

采用彩泥对搅拌摩擦焊塑性流动进行观察,据焊缝内部材料受力情况,分析了焊缝各截面流动特征产生的成因.论文将轴肩范围内的焊缝划分为搅拌挤压区和塑性变形区,焊缝中下部搅拌挤压区内,搅拌针周围大部分材料绕搅拌针呈螺旋型搅拌迁移,填充后方瞬时空腔,小部分材料被迫逆时针向后方迁移;塑性变形区内,大部分材料绕搅拌针顺时针由返回边向搅拌针后方迁移,少量前进边的材料被迫逆时针流向搅拌针后方.焊缝上部搅拌挤压区内,搅拌针前方的材料首先绕搅拌针旋转迁移填充后方瞬时空腔,并在轴肩作用下与塑性变形区内彩泥一道经历一种连续“涂抹式”迁移运动.     

工艺参数对碳钢摩擦焊接头塑性金属流动的影响

采用添加标识材料的方法研究45钢摩擦焊接头焊缝塑性金属的流动规律.结果表明,摩擦焊接过程中,变形层首先在距圆心2/3半径处的摩擦表面上形成,它是由塑性变形和机械挖掘的表面金属组成的环状摩擦面.随着焊接时间的延长,摩擦焊接表面的热量输入会逐渐增加,从而增大了焊缝塑性金属的变形量增加摩擦压力和顶锻压力,焊缝表面金属变形明显增大,且在摩擦压力的作用下标识材料会随着旋转方向变化,并 且标识材料会发生整体扭转,扭转角度随着顶锻压力增大而增加.     

双道焊对搅拌摩擦焊搭接界面及接头性能的影响

用搅拌针长度为3.6 mm的圆柱左螺纹和右螺纹搅拌头对3 mm厚的LY12（CZ）铝合金进行了搅拌摩擦焊搭接试验,研究了双道焊搭接界面的迁移及接头的性能.结果表明,搅拌头顺时针旋转,采用左螺纹搅拌头时,焊核两侧的搭接界面向上迁移;采用右螺纹搅拌头时,搭接界面向下迁移.单道焊时,由于受拉边总存在迁移界面,导致有效承载板厚...