6082-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头的疲劳性能的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS模拟了6082-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头在不同载荷作用下的应力场,进而分别运用名义应力法和局部应力-应变法计算得到当前载荷水平下的疲劳寿命。结果表明:在较大的载荷水平下,应力法分析结果与试样实际寿命接近,在较小的载荷水平下,局部应力-应变法分析结果与试样实际寿命接近;试样疲劳寿命随焊点间距的增加而减小。通过分析6082-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头疲劳断口形貌,发现疲劳裂纹起裂于焊点根部的热影响区和热力影响区,同时沿上板焊点边缘和下板母材处横向扩展。     

基于激光视觉检测的焊缝轨迹离线规划

在实际焊接过程中,由于电弧弧光、飞溅等强烈的干扰,导致激光视觉检测特征点发生漂移,信息提取失败。为避免大电流CO2气体保护焊接过程中强弧光和飞溅的干扰,采用了离线视觉测量方法对待焊工件进行检测,将得到的图片进行形态学组合滤波和欧式距离场变换处理,利用差分法提取出坡口位置信息,最后采用分组求平均和插值法得到完整的焊接轨迹数据,将焊接轨迹数据传输至下位机实施自动焊接,最终得到了成形均匀,无气孔、咬边等缺陷的焊缝。     

DP600/AZ31无匙孔搅拌摩擦点焊塑性金属流动特性及断裂行为研究

在最优焊接参数下,对1 mm DP600镀锌钢板和3 mm AZ31镁板进行无匙孔搅拌摩擦点焊试验,焊后对接头分别进行横切、纵切及层切,采用扫描电镜（SEM）分析焊接接头显微组织和断口形貌.结果表明,镁钢间的混合主要发生在搅拌针作用区域,形成“机械互锁”的组织形貌,有利于增加两种材料的有效接触,形成复相强化;轴肩作用区镁钢间搅拌不明显,界面较平滑,镁钢界面形成了金属化合物以及氧化镁,降低了接头的塑性和韧性.对DP600/AZ31无匙孔搅拌摩擦点焊焊接接头进行拉伸试验,发现焊接接头从搭接界面上断裂,断口呈“脉状花样”,为延性断裂.     

基于内聚力模型的6082-T6铝合金无匙孔搅拌摩擦点焊裂纹扩展分析

无匙孔搅拌摩擦点焊可靠性分析中,考虑焊点边缘处存在宏观裂纹对接头力学性能的影响,引入内聚力模型,利用有限元分析软件ANSYS模拟6082-T6铝合金无匙孔搅拌摩擦点焊接头剥离过程中裂纹的扩展规律。结果表明:在拉伸速度v=2 mm/min时,裂纹起源于搭接界面焊点边缘外侧,在拉伸位移不断增加的过程中,焊点边缘处的应力、应变不断增加,裂纹沿搭接界面向焊点内部扩展。通过分析6082-T6铝合金无匙孔搅拌摩擦点焊接头剥离断口形貌,发现剥离裂纹起源处与模拟结果一致,且最终在搅拌区边缘处断裂。     

DP600/AZ31无匙孔搅拌摩擦点焊塑性金属流动特性及断裂行为

在最优焊接参数下,对1 mm DP600镀锌钢板和3 mm AZ31镁板进行无匙孔搅拌摩擦点焊试验,焊后对接头分别进行横切、纵切及层切,采用扫描电镜(SEM)分析焊接接头显微组织和断口形貌.结果表明,镁钢间的混合主要发生在搅拌针作用区域,形成"机械互锁"的组织形貌,有利于增加两种材料的有效接触,形成复相强化;轴肩作用区镁钢间搅拌不明显,界面较平滑,镁钢界面形成了金属化合物以及氧化镁,降低了接头的塑性和韧性.对DP600/AZ31无匙孔搅拌摩擦点焊焊接接头进行拉伸试验,发现焊接接头从搭接界面上断裂,断口呈"脉状花样",为延性断裂.     

DP600/6061无匙孔搅拌摩擦点焊温度场研究

根据无匙孔搅拌摩擦点焊过程的特点,建立了简化的热输入数值模型,利用有限元分析软件ANSYS模拟1 mm DP600镀锌钢板和3 mm 6061铝合金板搭接无匙孔搅拌摩擦点焊过程中的瞬态温度场分布和各特征点的热循环曲线。通过模拟结果与热电偶测得的各特征点温度曲线的对比,发现随着焊接过程的进行,最高温度出现在DP600上表面轴肩2/3处;对比分析不同搅拌头转速下焊点区域温度分布的情况,得到转速对温度分布的影响规律,进而验证了热输入模型和模拟方法的正确性,为工艺实验参数的选取提供科学的依据。     

二氧化硅晶面对甲基铝氧烷吸附行为分析

采用Material Studios对二氧化硅形成的三种晶面进行计算,并模拟甲基铝氧烷(MAO)在不同晶面产生的吸附行为。结果表明,当形成不同的晶面时,二氧化硅晶体的带宽变宽,表明频带中电子的有效质量越小,非局域性越大,并且频带的原子轨道扩展越强。MAO在SiO_2(100)面吸附形成的带隙为0.016eV,在Si(110)面吸附形成的带隙为0.086eV,而在SiO_2(111)面形成的带隙为0.180eV,表明MAO在SiO_2(111)面产生的吸附最强。MAO在SiO_2(111)形成的吸附行为与自由羟基形成映衬,而自由羟基的减少是由桥连羟基随机缩合反应导致。     

铜/钢角接激光焊工艺和性能研究

针对铜/钢直连型永久阴极板对其导电性和耐腐蚀性能的较高要求,采用激光不填丝焊接方法研究不同激光功率和预热条件下的铜/钢角接焊接接头的形貌和微观组织。同时测量了接头的名义抗拉强度、电导率及耐腐蚀性能。铜/钢角接头焊缝成形质量随激光功率增大先上升后下降,激光功率3000 W时预热后的接头焊缝质量最优,接头成形良好,无焊接裂纹,熔合区内球状和枝晶状ε-Cu颗粒相均匀分布在γ相为主的(γ+ε)双相固溶体组织中;不同激光功率下接头的力学性能和电导率均表现为:预热3000 W>3000 W>2000 W>4000 W;接头铜侧区域更容易腐蚀失效,熔合区中的ε-Cu相易于腐蚀溶解,接头钢侧区域的耐腐蚀性能较好。     

6082-T6回填式搅拌摩擦点焊热-流耦合分析

为了解释了回填式搅拌摩擦点焊的连接机理,本文根据6082-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊焊接过程的特点,建立了简化的热源模型,利用有限元分析软件ANSYS模拟出焊接过程中的温度场,进而耦合得到其应力场.结果表明:随着焊接过程的进行,铝合金6082-T6最高温度分布在袖筒1/2处,焊点处粘塑性金属的最大流动速度出现在铝合金上表面袖筒内侧区域;通过分析模拟过程中流体流动的流线与试验测量所得接头形貌照片,得到流场的分布规律.