高转速FSW工艺特征及焊缝组织性能演变规律研究

目的研究不同转速的焊缝性能变化对组织的影响,以期为高转速搅拌摩擦焊工艺参数的优化和更大范围的应用提供指导。方法在3000~8000 r/min的高转速范围内对3A21-O态铝合金进行搅拌摩擦焊试验,焊后分析了焊缝成形特征和晶粒形态并测试了接头截面显微硬度。结果当转速由1000~4000 r/min区间升高至5000~8000 r/min区间时,焊核宽度急剧增大了近50%。这是由于焊具产热机制以滑移摩擦为主向以粘着摩擦为主转变,导致上述焊核宽度增大的行为。随着转速的增大,焊缝温度呈现出常规搅拌摩擦焊工艺中鲜见的先增大而后趋于稳定的变化趋势;温度随转速的这一演变特征导致焊缝焊核区的亚结构数量比例以及显微硬度都随转速呈现出与此相近的演变规律。结论在高转速搅拌摩擦焊中,转速提高能提高焊缝性能,且增强的焊缝性能能够在较宽的高转速区间内保持相对稳定的状态。     

搅拌摩擦焊焊缝表面凹陷现象控制方法研究现状

搅拌摩擦焊以其优异的焊接性能在工业生产中得到了广泛应用,但其所产生的焊缝表面凹陷现象也逐渐成为一个亟待解决的问题。对FSW焊缝表面产生凹陷的原因和对结构件产生的影响进行了分析,探讨了当前国内外对FSW焊缝表面凹陷现象控制方法的研究现状。结果表明,改进焊具结构的方法简化了焊接工艺,但去除焊缝表面凹陷的效果有待进一步提高,对待焊接部位进行焊前增材处理,或对于非焊接部位进行焊前减材处理的工艺方法解决了焊缝表面的凹陷现象,但工艺流程繁琐。通过一种结构简单的新型焊具从根本上彻底消除了FSW的焊缝表面凹陷现象,获得了高质量的焊接接头。通过进一步的工艺优化,可以在关键结构件的保形精确焊接中发挥重要作用。