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.     

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.     

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.     

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。     

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。     

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．     

铝合金6063焊接接头性能分析

本文通过对铝合金6063焊接前后材料机械性能、耐腐蚀性能等的测试,分析了该合 金焊后接头性能发生变化的原因。结果表明:6063铝合金具有良好的工艺可焊性和耐 大气腐蚀性能,但焊后热影响区发生了软化,强度下降较大,自然时效能力较差.焊后 固溶处理和人工时效处理在一定程度上是提高接头机械性能必要而有效的手段.      

焊后处理工艺对Q345E低合金钢焊接接头疲劳性能的影响

通过对K型坡口Q345E低合金钢T型角接接头三点弯曲疲劳试验,研究了焊趾不处理、焊趾打磨、焊趾喷丸、焊趾打磨+喷丸处理对焊接接头疲劳性能的影响.结果表明,焊接接头焊后细节处理工艺对接头疲劳性能的影响十分显著,焊趾打磨和焊趾喷丸均是提高焊接接头疲劳性能的重要手段,而焊趾打磨+喷丸处理综合处理时效果最佳.     

搅拌头几何参数及倾角对搅拌摩擦焊接质量影响的数值分析

基于ABAQUS有限元软件,建立铝合金搅拌摩擦焊接过程的完全热力耦合模型,分析了搅拌头形状尺寸以及焊接倾角对焊接质量的影响.结果表明,与无焊接倾角和轴肩凹角的搅拌头相比,采用2°焊接倾角和80.5°轴肩凹角的搅拌头焊接时,热塑性材料流动性更好,焊缝成型质量更好;圆锥形搅拌针焊接质量要好于圆柱形搅拌针;焊接缺陷的产生主要是由于在焊接过程中热输入不足,前进侧达到热塑性流动的材料不足造成.     

两种焊接工艺下过共析钢轨接头的冲击磨损性能

为研究闪光焊、铝热焊两种焊接工艺下过共析钢轨焊接接头的冲击损伤演变行为以及性能差异,在自制的冲击磨损试验机上对过共析钢轨焊缝、热影响区软化部位及母材进行了不同冲击次数下的模拟实验. 研究结果表明:随着冲击次数的增加,钢轨焊接接头的冲击磨损均经历着塑性变形、点蚀破坏和疲劳剥落的过程,冲击损伤是疲劳磨损和氧化磨损共同作用的结果;由于焊接工艺导致的接头组织结构和力学性能的差异,热影响区软化部位冲击时塑性变形最严重,磨损体积和磨损率最大,抗冲击性能最差;由于对闪光焊焊接接头进行了焊后正火热处理,其组织结构及抗冲击性能明显优于铝热焊;硬度对焊接接头的抗冲击性能有显著影响,硬度越高,抗冲击性能越好,疲劳剥落出现的时间越晚.      

激光参数对高强度不锈钢搭接焊接结构和断裂行为的影响

通过焊接和拉伸试验及微观组织分析,研究了焊接参数对高强度301L-HT板搭接非熔透激光焊接接头结构、断裂行为和力学性能的影响.结果表明：激光焊缝的硬度为HV215,δ铁素体比电阻点焊少,热影响区硬度更接近于母材;焊缝几何结构对激光参数敏感,熔深变化的规律性更明显,特定部位的熔宽与焊接参数耦合有关;板材厚度相同的焊接接头变形刚度接近,焊缝的几何结构决定最后的变形和断裂行为,焊接内板的弯曲变形角度比外板大,两板的弯曲角度差随熔深增加而减小;焊接板弯曲角度和焊接强度随焊缝尺寸同步升高;焊缝硬度低于母材和热影响区导致拉伸变形集中在很窄的区域,焊接接头的断裂位移都小于2mm.     

Microstructure and property of friction stir welding joint of 7075Al and AZ31BMg

Microstructure and forming quality of friction stir welding joints of 7075Al and AZ31BMg with different welding parameters were analyzed. The results show that, good welded joint is obtained when the rotating frequency is 13 r/s and the welding speed is 30 mm/min. An irregular area is formed in the welding center. Meanwhile, the river pattern and eddy-like distribution are found in the weld nugget zone. Besides, brittle intermetallic compounds Al₁₂Mg₁₇ and Al₃Mg₂ are found in the welded joint. They cause the increase of microhardness of welded joint. The maximum tension stress of welded joint is 112MPa.     

AZ31B镁合金电子束焊接接头显微组织及疲劳性能

为了改善镁合金焊接接头的微观组织及其力学性能,采用真空电子束焊接工艺对厚10 mm的AZ31B镁合金板材进行焊接,分析电子束对接接头的显微组织、元素分布和物相组成,检测了电子束对接接头静载拉伸性能和疲劳性能.试验结果表明AZ31B镁合金电子束焊接接头的微观组织和力学性能均得到了改善:焊缝区晶粒明显细化,焊缝区Mg、Zn元素的质量分数分别降低了0.12%和0.28%,Al、Mn元素的质量分数分别增加了0.24%、0.14%,焊缝区为单相α-Mg,无明显的低熔点β-Mg17Al12脆性;焊接接头的抗拉强度为242 MPa,能够达到母材的抗拉强度;在脉动载荷（R=0.1）、2×106循环次数下,其接头的疲劳强度为91 MPa,能达到母材的78.4%.      

球墨铸铁QT500—7电弧冷焊工艺研究

利用火焰喷焊和手工涂敷两种方法在球墨铸铁表面预置镍基合金过渡层，后采用镍铁焊条大电流连续焊接．分析了镍基合金过渡层与母材的结合情况和焊接接头的金相组织及硬度分布，结果表明：过渡层与母材结合良好，喷焊过渡层的焊接接头热影响区基本无白口及淬硬组织，接头宏观硬度低于HB210，可满足机加工要求，喷敷镍基合金过渡层是一种可行的焊补铸铁的方法．     

铝合金焊接凝固过程应力应变及凝固裂纹数值模拟

建立了一种焊缝凝固裂纹力学分析模型。在焊缝凝固过程中，对固液混合区金属采用了基于流变力学观点建立的力学木构方程，在焊接凝固过程应力应变分析的基础上，编制了数值计算源程序。计算了铝合金ＬＹ１２ＣＺ不同熔敷焊接（Ｂｅａｄ－ｏｎ－ｐｌａｔｅＷｅｌｄｉｎｇ）条件下焊缝凝固过程的应力应变，并进行了凝固裂纹的预测。计算结果定量地揭示了焊缝凝固过程应力应变的变化规律，并从力学角度揭示了焊接条件对焊接凝固裂纹形成的影响。     

High Efficiency and Quality of Multi-Pass Tandem Gas Metal Arc Welding for Thick Al 5083 Alloy Plates

Multi-pass tandem gas metal arc welding(TGMAW) for Al 5083 alloy plates with 30 mm thickness is carried out to study its high efficiency and high quality. The welding process is evaluated by high-speed photographs and electrical signals. The deposition rate and welding time are calculated to characterize the welding efficiency. The bead formation, porosity, microstructure and mechanical properties are tested and analyzed. The results indicate that though arc deflection occurs due to the electromagnetic interference between two arcs during TGMAW process, it does not affect the welding process stability significantly. The deposition rate and welding time of TGMAW process are about 15 g/min larger and about 16.7% less than those of gas metal arc welding(GMAW)process respectively, accompanied by the reduction of heat input. The TGMAW welded joint has less porosity and more refined microstructure to contribute to the improvement of mechanical properties(micro-hardness, tensile strength and ductility). It can be concluded that TGMAW process yields excellent performance of welded joint with improved welding efficiency, which makes it extremely practical during welding of thick plates.     

斜拉桥钢桥面板顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群数字疲劳试验

为研究多场耦合作用下斜拉桥钢桥面板疲劳裂纹的扩展机理，建立了跨尺度斜拉桥全桥数字疲劳试验模型；通过模拟顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处多道焊缝的焊接全过程，将焊接残余应力引入数字疲劳试验模型中；基于扩展有限元法，在多场耦合作用下对顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处典型疲劳裂纹进行扩展机理的数字断裂参数分析与扩展行为的数字疲劳试验。研究结果表明:在顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处存在较大的残余拉应力，其最大值接近钢材的屈服强度，焊接残余应力对钢桥面板疲劳性能的影响不可忽略；后续焊缝会影响已有焊缝区域的应力场分布，在分析计算多道焊缝影响区域的焊接残余应力场时，需模拟多道焊缝的焊接全过程；在恒载应力场、活载应力场和焊接残余应力场的多场耦合作用下，按复合型裂纹扩展的工程准则，顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处4种典型疲劳裂纹的最大等效应力强度因子幅均大于疲劳裂纹扩展阈值，均将在疲劳循环荷载作用下发生疲劳扩展；在多场耦合作用下，过焊孔上方顶板-U肋连接焊缝的顶板侧焊趾处疲劳裂纹和U肋侧焊趾处疲劳裂纹均为以Ⅰ型裂纹为主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹，Ⅱ型和Ⅲ型裂纹的影响不容忽略；过焊孔上方顶板-U肋连接焊缝的顶板侧焊根处疲劳裂纹和横隔板过焊孔边缘处疲劳裂纹均为Ⅰ型裂纹；建立的多场耦合作用下多尺度数字疲劳试验可为运营阶段大跨度桥梁钢桥面板疲劳裂纹的扩展提供分析与模拟方法。