搅拌摩擦焊接镁合金微区织构研究现状与展望

搅拌摩擦焊是一种新型固态连接工艺,能够克服传统熔化焊中的诸多缺点,具有接头质量高、绿色环保等优点,对于熔点较低的镁合金来说是一种优异的连接工艺.织构是影响搅拌摩擦焊接镁合金接头性能的一个重要因素,文中以搅拌摩擦焊接镁合金的织构为主线,分别对搅拌摩擦焊接镁合金过程中织构的形成、织构的分布、织构对焊缝力学性能的影响以及焊缝区域织构的调控进行了总结,并对相关问题进行了评述和展望.     

旋转速度对5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的影响

对厚4 mm的5083铝合金板材进行搅拌摩擦焊焊接,研究搅拌头在焊接速度为100 mm/min的条件下,不同旋转速度(600～1200 r/min)对焊缝的微观组织和力学性能的影响。结果表明:5083铝合金搅拌摩擦焊的焊缝横截面呈"盆"型,焊核区晶粒显著细化。当搅拌头旋转速度为1200 r/min、压入量为0.3 mm时,焊缝强度系数最高,为97.5%,且无底部未焊透和弱连接缺陷,折弯性能良好。     

搅拌摩擦焊在铝合金船舶上的应用

使用传统铝合金焊接技术，因铝合金材料的特性，在高温下熔化，冷却后产生变形，而薄板焊接较大的变形很难校平。搅拌摩擦焊是一种新型纯机械化固相连接技术，其焊接后变形小、质量稳定、力学性能好。介绍搅拌摩擦焊的基本原理和国外的应用状况，与铝合金传统的金属焊条惰性气体焊（MTG）和钨极惰性气体焊（TIG）进行比较，分析搅拌摩擦焊应用的经济性。     

铝合金填充式搅拌摩擦点焊工艺试验

文章对5A06铝合金进行了填充式搅拌摩擦点焊,对焊接接头进行了力学性能试验和金相试验。通过观察焊缝的微观组织,分析了不同焊接工艺参数对填充式搅拌摩擦点焊接头力学性能和截面成形的影响。结果表明:焊接时间对摩擦点焊接头的抗剪切性能和抗拉性能影响最大;点焊工具旋转速度增加对接头的抗拉性能有增强作用。     

铝合金活性TIG焊接接头性能研究

针对6061铝合金,采用自行研制的混合活性剂配方,利用正交设计法进行焊接工艺试验,得到一组性能良好的焊接工艺参数。在此焊接工艺条件下,混合活性剂增加熔深效果显著,可一次焊透10 mm的铝板,实现单面焊双面成形。焊后对焊缝的微观组织进行了观察和分析,并通过力学性能试验分析了活性剂对焊缝力学性能的影响。结果表明：与常规TIG焊相比,活性TIG焊的焊缝组织细密,基本不存在气孔、裂纹、夹杂等焊接缺陷;活性TIG焊接接头的拉伸强度和断裂伸长率均可达到与母材相当的水平,焊缝区的硬度明显提高,焊接接头性能良好。     

新型船舶焊接技术——搅拌摩擦焊的原理与应用

搅拌摩擦焊是英国焊接研究所在20世纪90年代发明的一种新型焊接技术,它是一种固相连接技术,即可以通过不融化母材和焊材而进行联结。搅拌摩擦焊克服了以往熔焊的诸如气孔、裂纹、变形等缺点,连接工艺简单,接头质量好,有较好的工艺适应性。现已开始应用在船舶、航天、高速火车等领域。在造船领域,搅拌摩擦焊主要用于制造带筋板,国内已有船厂采用了此种技术。本文主要介绍搅拌摩擦焊的原理、特点、应用情况及目前使用中存在的问题。     

基于搅拌摩擦焊的船体焊缝Matlab分析

焊接工艺的不断进步和发展,为促进船舶制造业的繁荣兴盛发挥了重要作用。焊接工件质量问题是船舶安全中的重点问题。在本文中,针对搅拌摩擦焊工艺技术进行研究,分别介绍搅拌摩擦焊的工作原理及其特点,分析搅拌摩擦焊的焊缝缺陷产生的原因,并提出基于搅拌摩擦焊的船体焊缝Matlab分析方法。首先使用Matlab的小波分析工具箱对焊缝缺陷图像进行降噪与特征提取;然后使用LS-SVMlab Toolbox进行分类识别分析。实验结果表明,Matlab相关工具箱可对焊缝缺陷进行有效分析,能够取得较为理想的检测结果。     

焊接方法对6061铝合金接头性能影响的研究

针对6061铝合金采用TIG、MIG和FSW的焊接方法所得到的焊接接头性能进行试验研究,测试了3种方法得到的焊接接头的抗拉强度σb和延伸率δ,并对接头的微观组织和断口形貌进行了观察和分析,结果表明:搅拌摩擦焊接头的综合力学性能最好,MIG焊的接头强度要高于TIG焊接头的强度;搅拌摩擦焊接头的组织比母材细小,而熔化焊接头的晶粒中弥散着大量的析出相质点;TIG焊试样断口的韧窝比较浅,在韧窝附近有类似于准解理断裂的光滑平台,而MIG焊试样断口的韧窝也要比TIG焊试样断口的韧窝深,而FSW焊缝区的断口的韧窝尺寸要比TIG焊接头的韧窝小而深,许多小韧窝集聚成尺寸较大的韧窝。     

铝合金表面状态对搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

研究了铝合金表面状态对搅拌摩擦焊焊接接头组织和性能的影响。试验结果表明:试板表面油污的存在使得焊接接头强度下降为母材的60%左右,同时显著降低接头的塑性;试板表面的氧化膜和油污还会造成焊核区及焊缝前进侧的残余间混结合线缺陷。对焊接接头拉伸断口进行扫描电镜观察发现:拉伸试样的断口中存在油污和A l2O3的聚集物,这些聚集物会成为拉伸时的裂纹源。断口和力学性能综合分析表明:铝合金表面的油污和氧化膜都会降低搅拌摩擦焊接头的强度和塑性。     

造船焊接新方法--搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊是利用1种特殊形式的搅拌头边旋转边前进,通过搅拌头与工件的摩擦产生热量,摩擦热使该部位金属处于热塑性状态,并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动,从而使待焊件压焊为1个整体。它可以焊接所有牌号的铝合金以及焊接用熔焊方法难以焊接的材料,并突破了普通摩擦焊对轴类零件的限制。     

S420MLO材料的焊接工艺

为满足某大型海洋平台模块钢结构焊接的需要,采用SMAW和SAW焊接工艺对S420MLO材料进行焊接试验和力学性能试验。在试验过程中,通过裂纹尖端张开位移(Crack Tip Opening Displacement, CTOD)试验进行焊接工艺评定。试验结果表明,在焊材选用合理、焊接工艺得到严格控制的情况下,通过焊前预热和焊后消氢处理,能获得良好的焊接接头性能,满足相关标准及项目文件的要求,避免对大型钢结构进行焊后热处理。     

船体舷顶角焊接接头的试验与研究

本文讨论了舷顶角接头的工艺性问题。我们对不同材质、板厚、焊透程度的舷项角接头进行了系列试验．并通过平面应变的有限元应力的弹塑性分析，证明舷顶角接头用含有少量未焊透的焊接接头来代替全焊透接头是完全可行的．这样可以简化制造工艺．降低了建造成本．有显著的经济效益和社会效益。     

船舶高效焊接工艺及存在的问题

通过对国内大型船厂的调研，总结了焊条电弧焊、CO2气体保护焊、埋弧焊、不锈钢焊、活性气体保护焊等国内船舶制造中的主要高效焊接，同时介绍了焊接机器人、激光——电弧复合焊、搅拌摩擦焊等高新焊接技术以及当前亟待解决的大厚度钢板的焊接、薄板焊接、焊接机器人开发、焊接精度控制等焊接工艺问题。     

15-5PH不锈钢等离子弧焊工艺优化及接头力学性能

采用单变量试验对15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢进行等离子弧焊接,通过焊缝观察及力学性能测试,研究焊接电流、氩气流量、焊接速度等工艺参数对焊缝成形及接头力学性能的影响,并通过正交试验法来优化工艺参数.结果表明:焊接电流及氩气流量与15-5PH钢的焊缝成形及接头力学性能有密切关系,适当增加焊接电流及氩气流量,有利于增强电弧穿透力、防止未焊透、避免气孔缺陷,进而改善接头综合力学性能;提高焊接速度,会导致焊接线能量下降,减小焊缝熔宽,增加正面余高.优化后的焊接工艺参数为:焊接电流220 A,氩气流量3.0 L/min,焊接速度400 mm/min,其焊缝成形良好,接头抗拉强度、冲击韧性和延伸率分别达到1100 MPa、20.5 J和8.0%.     

铝合金搅拌摩擦焊工艺及性能的研究

搅拌摩擦焊工艺(简称FSW)是20世纪90年代出现的一种固态塑化连接方法,具有很多优点.本文主要讲述了搅拌摩擦焊的基本原理、优缺点以及目前华东船舶工业学院所进行的搅拌摩擦焊研究,研究了工艺参数对焊缝成型和焊缝性能的影响.试验表明当工艺参数选择最佳值时,焊缝成型较好,表面较光洁、美观;如果焊接工艺参数选择不当,将出现飞边和沟槽.对于LF5铝合金而言,当ω/v为一定值,在一定的工艺范围内,焊缝的机械性能随着ω的增加而增加,当工艺参数取得最佳值时,接头的抗拉强度可达到母材的90%以上.     

铝合金搅拌摩擦焊工艺及性能的研究

搅拌摩擦焊工艺(简称FSW)是20世纪90年代出现的一种固态塑化连接方法，具有很多优点。本文主要讲述了搅拌摩擦焊的基本原理、优缺点以及目前华东船舶工业学院所进行的搅拌摩擦焊研究，研究了工艺参数对焊缝成型和焊缝性能的影响。试验表明当工艺参数选择最佳值时，焊缝成型较好，表面较光洁、美观；如果焊接工艺参数选择不当，将出现飞边和沟槽。对于LF5铝合金而言，当ω/υ为一定值，在一定的工艺范围内，焊缝的机械性能随着ω的增加而增加，当工艺参数取得最佳值时，接头的抗拉强度可达到母材的90％以上。     

ZG230-450C大型艉轴架焊接工艺

针对某船艉轴架ZG230-450C大型铸钢件焊接时容易产生层间撕裂和大的焊接变形问题,开展焊接工艺认可试验。采用CO_2药芯半自动平角焊,应用直流反接法、全焊透T型接头,选用TWE-711药芯焊丝,开设U型坡口,合理布置焊道和焊接顺序,采用合适的工艺参数。2名焊工等速同时相向施焊,严格控制焊接操作过程和热处理,并对艉轴架进行合理的刚性固定,确保焊接质量满足要求,控制和矫正焊接变形。     

奥氏体不锈钢MIG焊与激光-MIG复合焊对比分析

对比分析MIG焊与激光-MIG复合焊的焊接工艺参数和焊缝的成形外貌、无损检测、宏观金相、力学性能。试验结果表明：激光MIG复合焊结合两种焊接工艺各自的优点，焊缝同时具有MIG焊和激光焊的成形外貌特征；激光-MIG复合焊具有比MIG焊更好的力学性能和更高的焊接效率。     

高强度船体结构用钢EH36超厚板焊接工艺研究

为研究船用高强钢EH36 100 mm厚拼板平对接焊焊接工艺,应用埋弧自动焊,选择合适的焊接参数,制定焊接工艺,对焊接接头进行力学性能试验,试验结果证明,该工艺能满足深水三用工作船对船体局部强度的要求,成功解决了船用高强钢超厚板的焊接工艺难题。     

国外船舶焊接技术发展近况

焊接技术是船舶工业的关键技术之一.本文从焊接工艺、焊接设备和焊接质量控制等3方面介绍了近期国外发达国家在焊接技术上的发展.在焊接工艺方面介绍了激光 - 电弧混合焊接工艺和搅拌摩擦焊接工艺;在焊接设备方面介绍了目前美国使用的便携式脉冲气体保护焊系统和移动式激光电弧混合焊系统以及日本机器人技术在焊接设备上的应用;在焊接质量控制方面介绍了数字化检测技术和焊接变形预测和控制技术.