铝合金薄板搭接高速 FSW 缺陷及断裂行为

目的 为了拓展搅拌摩擦焊技术应用,对薄板搭接结构高速搅拌摩擦焊工艺优化与工程应用提供 借鉴与指导。方法 采用圆锥无螺纹搅拌针,进行了 6061 铝合金薄板搭接高速搅拌摩擦焊接,对接头界 面缺陷及其断裂模式进行分析,探讨了转速对 6061 铝合金薄板搭接接头成形及性能的影响规律。结果 发现在无螺纹圆锥搅拌针、高转速（6000~9000 r/min）条件下,接头塑性金属在后退侧易形成飞边流出, 导致下板前进侧出现孔洞缺陷,且随转速增大,界面缺陷尺寸逐渐增大,当转速达到 10 000 r/min 时, 孔洞尺寸有所减小,此时接头拉剪强度最高,为 123 MPa。对试样拉剪断裂位置分析发现,高速搭接接 头断裂位置主要有两种,分别断裂在结合界面处或在前进侧下板,且转速在 9000 r/min 以上越趋向于在 结合界面断裂。结论 高转速搭接焊接必须协调轴肩相貌、焊接工装约束等条件,保证接头塑性金属充 分流动而不流失,才能获得成形良好无缺陷的接头。     

铝合金薄板高转速FSLW焊接界面形成及迁移行为

目的 研究0.8 mm厚2024铝合金薄板在高转速搅拌摩擦搭接（FSLW）时对其焊接界面的影响规律。方法 通过采用铜粉作为标记材料,探究了高转速FSLW接头的微观组织、焊接界面形成及迁移的特征,揭示了高转速FSLW接头中转速对焊接界面迁移的影响规律。结果 焊接界面是由于原始界面上距焊缝中心线约轴肩半径距离的两侧金属因受到的热循环和机械力不足,难以形成原子间的结合,之后伴随塑性金属的流动,原始界面上距焊缝中心线约轴肩半径距离的两侧金属流向焊缝当中,进而形成未熔合界面。焊接界面的迁移是由于焊缝塑性金属发生了摩擦和挤压,进而引起了焊接界面的向上或向下迁移。结论 铝合金薄板高转速FSLW时,焊接界面在前进侧向上迁移,在后退侧向下迁移。随着转速增加,焊接界面迁移的垂直距离（沿板厚方向）逐渐减小。     

镁合金高转速搅拌摩擦焊工艺研究

目的 研究镁合金高转速搅拌摩擦焊工艺及其对组织与性能的影响规律。方法 采用光学显微镜观察以及拉伸性能测试等方法,探索了1.5 mm厚AZ31B镁合金高转速搅拌摩擦焊接工艺,对其接头组织与力学性能进行了测试分析。结果 采用6000 r/min转速时,随着焊速从600 mm/min降低至100 mm/min,焊接接头隧道型孔洞缺陷消失;采用600 mm/min焊速时,2000~4000 r/min转速范围内可获得无缺陷的接头。拉伸测试结果表明,6000 r/min-100 mm/min焊接工艺下接头的拉伸性能最优,抗拉强度为235.33 MPa,为母材强度的87.92%。结论 镁合金采用高转速搅拌摩擦工艺可获得无缺陷的焊接接头,且采用高转速匹配低焊速的工艺可使接头的拉伸性能得到提升。