6005 A铝合金搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性能

为了研究高速列车车体用T6时效6005A铝合金型材的搅拌摩擦焊接头耐工业性环境及海洋性气候腐蚀的性能.通过人造气氛腐蚀试验盐雾试验方法(GB/T10125-2012)、金属和合金的腐蚀电化学试验方法恒电位和动电位极化测量导则(GB/T24196-2009),对6005A-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头的耐盐雾腐蚀性能及耐电化学点蚀性能进行了研究.盐雾试验搅拌摩擦焊接头腐蚀率低于母材,说明接头耐盐雾腐蚀性能更好;腐蚀后形貌保持最好的是热机影响区,其次是焊核.电化学试验搅拌摩擦焊热机影响区极化曲线在最左上方,腐蚀电流密度为3.005μA/cm2,腐蚀电位为-682.953 mV,说明耐酸性点蚀性能最好,其次是焊核,热影响区电化学参数较差,母材最差.研究结果表明:6005A-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头整体耐腐蚀性能优于母材,尤其是热机影响区耐蚀性能很好,但热影响区耐蚀性能差.     

6082-T6铝合金双面搅拌摩擦焊焊接接头组织及性能

对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊焊缝的组织和力学性能进行研究,采用搅拌摩擦焊(FSW)对厚度为30 mm的6082-T6铝合金进行双面对接焊,焊后沿板厚方向每隔4 mm切割试样,切割为7层,研究由焊缝表层至底部性能的变化.结果表明,焊缝整体的抗拉强度为199. 34 MPa,为母材的64. 3%,伸长率为7. 8%;第1层到第7层抗拉强度依次为203. 13、194. 20、182. 73、169. 40、179. 15、191. 58、202. 07 MPa;正面焊缝焊核区纵向0~15 mm的显微硬度分布为下降趋势,与之相同反面焊缝焊核区纵向0~15 mm的显微硬度分布也呈现下降趋势.上部轴肩产生的摩擦热自上到下不断降低,是造成中下部工件性能下降的主要原因.     

车辆轻量化的保证——摩擦搅拌焊技术

铝合金材料因为其重量轻巧，已经成为轨道车辆制造的热门材料。摩擦搅拌焊技术可以在不破坏铝合金接合部位强度和硬度的情况下，保证铝合金焊接的质量。[编者按]     

搅拌摩擦焊工艺探索与研究

对铝合金薄板的对接、角接及圆筒纵缝进行了搅拌摩擦焊工艺实验。实验结果表明：搅拌焊头的结构形状、旋转速度及焊接速度是决定搅拌摩擦焊焊缝成型及接头组织、性能的重要因素。     

搅拌摩擦焊工艺探索与研究

对铝合金薄板的对接、角接及圆筒纵缝进行了搅拌摩擦焊工艺实验.实验结果表明:搅拌焊头的结构形状、旋转速度及焊接速度是决定搅拌摩擦焊焊缝成型及接头组织、性能的重要因素.     

包铝层对2A12铝合金搅拌摩擦焊焊缝电化学性能的影响

对1.35 mm厚、带包铝层的2A12铝合金搅拌摩擦焊(FSW)同种焊缝的金相组织进行了分析,在此基础上,在室温0.2 mol/L NaHSO3+0.6 mol/L NaCl溶液中,对母材(带包铝层的2A12)和同种焊缝进行了静态腐蚀失重和动电位极化扫描的对比研究.金相组织观察表明:FSW焊缝组织出现了明显的变化,焊核区发生了动态再结晶,形成细小的等轴晶结构.静态腐蚀失重和动电位极化扫描结果表明:包铝层起到较好的防护作用,母材的电化学性能要优于焊缝的电化学性能.     

包铝层对2A12铝合金搅拌摩擦焊焊缝电化学性能的影响

对1.35 mm厚、带包铝层的2A12铝合金搅拌摩擦焊（FSW）同种焊缝的金相组织进行了分析,在此基础上,在室温0.2 mol/L NaHSO3＋0.6 mol/L NaC l溶液中,对母材（带包铝层的2A12）和同种焊缝进行了静态腐蚀失重和动电位极化扫描的对比研究.金相组织观察表明：FSW焊缝组织出现了明显的变化,焊核区发生了动态再结晶,形成细小的等轴晶结构.静态腐蚀失重和动电位极化扫描结果表明：包铝层起到较好的防护作用,母材的电化学性能要优于焊缝的电化学性能.     

6系铝合金板搅拌摩擦焊残余应力有限元分析

基于Johnson-Cook本构方程和罚接触算法,提出了一种新的6系铝合金板搅拌摩擦焊残余应力有限元分析模型.获得了焊板的纵、横向残余应力的分布规律,并采用X射线应力检测仪对有限元分析结果进行实验验证,实验表明本模型的分析结果正确.分析结果对6系铝合金板搅拌摩擦焊提供了一定的理论基础和分析数据.     

5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为

通过室温静态挂片实验以及动电位极化曲线测试,在0．2mol／L NaHSO3＋0．6mol／L NaCl溶液中,对5083铝合金搅拌摩擦焊（FSW）焊缝以及5083铝合金母材的电化学腐蚀行为进行了研究．结果表明：主轴转速为300r／min,焊接速度为160mm／min,搅拌头倾角为3。时的焊缝与母材相比,平均腐蚀速率较小,腐蚀电位Ecorr正向移动,腐蚀电流Icorr变小．同时使用扫描电子显微镜（SEM）对室温静态挂片实验试样的表面形貌进行了观察,发现焊缝表面上局部只出现少量较浅的点蚀坑,而母材表面的点蚀现象较为严重．     

LY12铝合金搅拌摩擦焊工艺研究

对LY12铝合金进行了搅拌摩擦焊接工艺试验,并对焊接接头进行了金相观察和力学性能检测.试验结果表明,合理的焊接参数匹配是取得性能优良焊接接头的前提.当旋转速度为905 r/min、焊接速度为33.6 mm/min、肩部压力为48 MPa时施焊,可获得成型良好无缺陷焊接接头,且焊缝区晶粒细小.搅拌摩擦焊焊接轧态LY12铝合金时,焊接时的热输入可部分消除接头处金属的冷作硬化.随着焊接速度的提高,焊接热输入量降低,消除冷作硬化的能力减弱,焊接接头抗拉强度提高.     

LY12铝合金搅拌摩擦焊工艺研究

对LY12铝合金进行了搅拌摩擦焊接工艺试验,并对焊接接头进行了金相观察和力学性能检测.试验结果表明,合理的焊接参数匹配是取得性能优良焊接接头的前提.当旋转速度为905 r/m in、焊接速度为33.6 mm/m in、肩部压力为48MPa时施焊,可获得成型良好无缺陷焊接接头,且焊缝区晶粒细小.搅拌摩擦焊焊接轧态LY12铝合金时,焊接时的热输入可部分消除接头处金属的冷作硬化.随着焊接速度的提高,焊接热输入量降低,消除冷作硬化的能力减弱,焊接接头抗拉强度提高.     

7A52铝合金焊接及其接头表面纳米化研究现状

7A52铝合金作为一种典型的Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金,因具有优良的力学性能和较高的比强度而被广泛应用于飞机、火箭、舰船和轻型装甲车辆等的结构件上。该合金在实际应用过程中常以焊接件的形式存在。但由于铝合金熔点低、热传导系数较大、热膨胀率高,所以采用常规熔化焊工艺焊接时,容易出现焊缝裂纹、气孔、焊接接头软化等缺陷;而且,焊接接头的不均匀性是其在服役中失效的主要原因。因此,如何提高焊接接头的强度,实现焊接接头组织性能的均一化是高强铝合金焊接需解决的关键问题之一。采用表面纳米化技术有望解决这一问题,提高焊接接头的综合性能。为此,本文综述了国内外近几年来的研究成果,在对7A52铝合金进行概述的基础上,着重对比介绍了该合金双丝MIG焊、电子束焊、搅拌摩擦焊、激光焊、等离子焊以及各种复合焊接的研究进展;同时,详细介绍了金属及其焊接接头表面纳米化的国内外研究现状,着重介绍了利用高能喷丸和超声冲击处理实现表面纳米化并提高焊接疲劳强度的研究现状和发展趋势。指出提高接头强度系数是将来铝合金焊接的重点研究方向,而超声冲击处理技术是实现焊接接头表面纳米化的重要手段之一。     

基于下压位移模型的搅拌摩擦焊残余状态仿真

基于ABAQUS软件建立AL6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接过程的顺序热力耦合模型,发展了一个下压位移模型以实现搅拌头的下压量控制方式,对焊后构件的残余应力和残余变形进行了仿真分析.结果显示:所发展模型能够合理地反映焊缝区焊后形貌,再现残余应力及变形分布的基本规律;随着下压量的增加,残余应力增大而残余变形减小.     

铝合金车体长直焊缝的焊接缺陷及防止措施

铝合金车体侧墙与底架边梁长直焊缝在车体焊缝组成中尤为重要,此处的焊缝采取横焊姿势,极容易产生焊接缺陷,又因大部件侧墙采用大型中空挤压型材,需强行拉出挠度,焊接后还要再进行门框组装,因此很难达到理想状态,造成侧墙与底架组装时焊缝的根部间隙极不均匀,更对焊接造成了相当大的困难。本人结合铝合金车体焊接试验及现车生产中实际经验对此焊缝的焊接缺陷及防止措施进行了分析研究。     

基于特征的高速列车铝合金车体断面参数化建模

针对高速列车铝合金车体断面结构复杂、设计周期长和建模效率低等特点,提出了一种基于特征的高速列车铝合金车体断面参数的建模方法.引入特征概念,定义车体断面型材的特征及其拓扑关系,采用CATIA系统中CAA二次开发技术,对车体断面的轮廓和车体断面型材的特征进行参数化建模,建立车体断面型材的特征库,通过车体断面的骨架进行自动装配设计;最后以某型车铝合金车体断面参数化建模为例验证该方法的正确性和有效性.     

浅谈铝合金车体结构

简述了铝合金车体的发展过程,从铝合金车体材料的选择、型材参数的确定及铝合金钢结构的构成和部件连接等方面介绍了铝合金车体结构,并概述其优越性。     

考虑初始缺陷的动车组铝合金车体结构稳定性分析

基于非线性有限元分析技术,研究带有初始缺陷的动车组铝合金车体结构承载能力.首先,在研究结构稳定性数值分析理论的基础上,归纳总结出基于子结构法进行动车组铝合金车体稳定性分析的技术流程;其次,在EN12663中载荷作用下,对某动车组铝合金车体结构进行线性稳定性分析,指出车体屈曲因子较低部位为底架检查孔结构区域;然后,运用子结构技术,考虑不同初始缺陷对车体进行非线性稳定性分析,获得底架检查孔结构区域的临界载荷分别为1 350和1125 k N,均低于该区域的线性屈曲临界载荷.建议当类似动车组车体结构线性稳定性分析的屈曲因子较低部位为薄板结构时,应进行非线性稳定性分析.     

动车组铝合金车体结构刚度协调设计原则

动车组铝合金车体结构整体刚度和部件刚度决定着其强度、稳定性、振动品质以及疲劳寿命.结合车体结构和承载特点以及铝合金焊接的特殊性,分析动车组铝合金车体各种典型断面的缺口对其抗弯刚度的影响,识别外载荷作用下车体部件的传力路径,以及研究位于传力路径上部件各方向的刚度不协调区域.以结构刚度协调设计为出发点,总结铝合金车体主结构开口和端门结构以及型材焊接位置的设计原则,为动车组铝合金车体详细设计提供理论依据.     

AA6061-T6板材搅拌摩擦焊温度场仿真

基于摩擦产热机制对搅拌摩擦焊接过程瞬态温度场进行了仿真研究,发展了基于线能量的摩擦系数预测-修正方案,给出了平轴肩-圆柱针、凹轴肩-圆柱针、平轴肩-圆台针三种搅拌头的摩擦产热公式.将上述方案和公式通过ABAQUS软件的DFLUX子程序实现,对AA6061-T6铝合金板材搅拌摩擦焊接过程温度场进行仿真.仿真结果显示:基于线能量的摩擦系数预测-修正方案能够有效地反映摩擦系数随温度升高而减小的变化趋势;焊接最高温度随着轴肩凹角的增大而增大,随着搅拌针锥角的增大而减小.     

动车组铝合金车体焊接接头应力集中区域识别

基于结构应力研究动车组铝合金车体焊接接头的应力分布特征.首先,建立某动车组铝合金车体包括焊接接头在内的有限元模型,然后,在EN12663-1:2010标准中的主要静态载荷作用下,分析车体典型焊接接头的结构应力沿焊缝长度的分布规律.结果表明:车体焊缝应力集中发生部位主要为门立柱下方以及设备舱挡板附近的底架地板型材与底架边梁搭接焊缝处.当通过打磨等改善技术提高车体焊缝疲劳强度时,应重点关注这些区域.