焊接速度对Mg/Cu异种合金搅拌摩擦焊接接头成形的影响

目的研究不同焊接速度条件下镁铜异种合金搅拌摩擦焊接接头的成形规律。方法在保证其他焊接工艺相同的条件下,通过改变焊接速度,比较分析了焊接速度对接头的表面成形、横截面形貌特征、微观结构及力学性能的影响规律。结果随着焊接速度从118 mm/min减小至95 mm/min时,焊缝表面成形变得更光滑,飞边显著减少,内部孔洞缺陷消失,焊缝成形质量显著提高;但继续减小焊接速度至75 mm/min时,焊缝内部却再次出现孔洞缺陷。结论采用工艺参数为950 r/min的旋转速度、95 mm/min的焊接速度焊接时,焊缝成形质量最高;中心混合区主要由层片状铜合金、颗粒状镁合金和金属间化合物Mg2Cu组成;接头抗拉强度最大,达81.5 MPa。     

超低温下不同Pb含量焊点组织演变规律研究

通过自制四种不同Pb含量(0,4.67%,22.46%,37%)混装钎料制成Ni/钎料/Cu三明治焊点,置于-196℃超低温环境进行0、10、20和30天时效处理,研究Pb含量及超低温时效对焊点内部组织、IMC层演变规律以及力学性能的影响。结果表明,Pb含量的增加会促使焊点内部Pb相不断聚集,并随着时效时间的增加进一步粗化。超低温时效不会改变IMC层成分,但会促进IMC层缓慢向层状转变,并逐渐产生微裂纹与空洞,促使聚集的Pb相不断朝界面处转移形成隔离区,甚至部分镶嵌于IMC层内。随着时效时间的延长,焊点断裂方式由韧性断裂逐渐转变为韧脆性混合断裂,而适量的Pb含量对于焊点剪切强度具有提高作用,但当含量超过22.46%时再增加Pb含量则会降低焊点抗剪切强度。     

搅拌摩擦加工制备石墨烯/Al复合材料的界面微观结构

以纯净石墨烯为原料,采用搅拌摩擦加工法制备石墨烯/Al复合材料,主要通过透射电镜等手段观察分析复合材料石墨烯?Al的两种界面,即石墨烯平面?Al、石墨烯边缘?Al的界面微观结构,并对界面形成机制进行了分析。结果表明:石墨烯平面?Al界面清晰,是典型的机械结合界面;而石墨烯边缘?Al界面存在过渡,且在其附近偶尔还发现Al4C3的分布,此区域主要以扩散结合并可能具有部分反应(扩散+部分反应)的界面形式存在。复合材料的界面形成机制与石墨烯不同位置的C原子活性有关,平面内C原子的大π共轭结构使其高度惰性,形成机械结合界面;而搅拌摩擦加工过程对石墨烯的破坏主要发生在边缘,由于C—C键合被破坏,石墨烯边缘活泼的C原子与Al基通过C—Al原子的相互作用而形成扩散+部分反应的过渡界面。     

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.