旋转半径对复合搅拌摩擦点焊接头断裂途径及抗剪力的影响

对2 mm LF21铝合金薄板采用复合搅拌摩擦点焊进行焊接,测试不同旋转半径下焊接接头的抗剪力,分析点焊接头在剪切时的断裂途径及微观组织.研究结果表明:当其他参数不变时,点焊接头的断裂途径随旋转半径的不同而变化;在旋转半径R等于1 mm时可得到表面光亮、成形美观的焊点,且接头的抗剪力达到最大值,为3.47 kN.微观组织分析表明:复合搅拌摩擦点焊接头塑性环区和热机械影响区均发生了强烈的金属塑性流动,其中塑性环区的晶粒尺寸细小、组织致密.     

旋转速度对复合搅拌摩擦点焊接头成形及抗剪力的影响

采用复合搅拌摩擦点焊的方法对2mm LF21铝合金薄板进行焊接,测试了不同旋转速度下的焊接接头的抗剪力,并观察和分析了点焊接头的成形及微观组织。结果表明:当其他参数一定时,接头的抗剪力在旋转速度为1200 r/m in时达到最大值3.47 kN,同时得到表面光亮、成形美观的焊点;显微试验结果表明复合搅拌摩擦点焊接头塑性环区和热机械影响区均发生了强烈的金属塑性流动,其中塑性环区的晶粒尺寸细小、组织致密。     

旋转速度对复合搅拌摩擦点焊接头成形及抗剪力的影响

采用复合搅拌摩擦点焊的方法对2mmLF21铝合金薄板进行焊接，测试了不同旋转速度下的焊接接头的抗剪力，并观察和分析了点焊接头的成形及微观组织。结果表明：当其他参数一定时，接头的抗剪力在旋转速度为1200r／min时达到最大值3．47kN，同时得到表面光亮、成形美观的焊点；显微试验结果表明复合搅拌摩擦点焊接头塑性环区和热机械影响区均发生了强烈的金属塑性流动，其中塑性环区的晶粒尺寸细小、组织致密。     

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。     

复合搅拌摩擦点焊接头的金属流动行为

研究了LF21铝合金在复合搅拌摩擦点焊时焊点金属的流动行为,并将复合搅拌摩擦点焊与直插式搅拌摩擦点焊的接头性能进行了对比。研究结果表明:LF21铝合金的复合搅拌摩擦点焊焊点的金相组织存在4个区域——母材区、热机械影响区、热影响区、塑性环区;与直插式搅拌摩擦点焊不同的是,在塑性环的边上形成了一个由复合搅拌形成的"耳朵形"区域,并且左右不对称,因此增加了塑性环的宽度;热机械影响区域与热影响区交接面的金属形成向上流动的塑性流,热影响区两侧金属的流动具有对称性,金属的流动行为类似于羽毛状;复合搅拌摩擦点焊焊点的剪切力比直插式搅拌摩擦点焊的提高了40%。     

圆角半径对铝合金T型接头搅拌摩擦焊组织及性能的影响

对4 mm厚的6061-T6铝合金T型接头进行搅拌摩擦焊,研究了辅助垫块圆角半径对焊接接头组织和性能的影响.结果表明:不同的圆角半径下T型接头前进侧和和后退侧均出现了结合线缺陷,圆角半径R=1 mm时,T型接头成型较好,缺陷较少;当R=3 mm时,接头出现了结合线、Z线、隧道等缺陷.试样沿壁板方向抗拉强度相近;当R=1 mm时,T型接头沿筋板方向抗拉强度最高,为130 MPa.     

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。     

2A21铝合金厚板搅拌摩擦焊接头组织与分层性能研究

采用搅拌摩擦焊焊接19 mm的2A21铝合金,焊后观察并分析了接头不同区域的微观组织,通过接头的拉伸试验和显微硬度测试评定接头的力学性能.结果表明:轴肩影响区和焊核区组织均为细小致密的等轴晶,在靠近焊核区底部的后退侧出现了晶粒大小不一的部分重结晶区;拉伸试验表明上层接头的抗拉强度最高,为348 MPa,达到母材强度的76.5%,断裂位置在后退侧轴肩影响区和热机械影响区分界处;下层接头的抗拉强度最低,断裂位置在部分重结晶区;接头横截面显微硬度分布整体成"W"状,焊核硬度值最高,热影响区硬度值最低,焊缝上部硬度高于焊缝下部.     

船舶结构的搅拌摩擦焊技术

为探索搅拌摩擦焊技术在不同厚度船舶钢板结构厚度焊接中的应用,本文建立搅拌摩擦焊焊接过程的有限元模型,获得工件在加工过程中的弹性变形以及应力分布。通过二次开发方法,研究不同接触力对不同厚度钢板在加工过程中的弹性变形、接触应力的影响,为工程实践提供参考。当接触力处于(500~1 000 N)区间时,应当保证钢板厚度不低于2 mm,当接触力处于(1 000~1 500 N)区间时,应当保证钢板厚度不低于3 mm,当接触力处于(1500~2 000 N)区间时,应当保证钢板厚度不低于4 mm。这样可以保证焊接出来的钢结构具有较小的残余应力,并且结构在使用过程中不会出现由于残余应力释放而产生的结构变形。     

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。     

颗粒增强铝基复合材料SiCP/6066Al搅拌摩擦焊

针对熔化焊、钎焊在铝基复合材料连接中存在的问题,提出了一种新型连接方法搅拌摩擦焊.研究了颗粒增强SiCP/6066Al铝基复合材料的搅拌摩擦焊连接工艺,对焊缝成形特点、接头组织特征进行了分析探讨.研究结果表明,经过搅拌摩擦焊之后,焊缝成形良好,焊缝区晶粒细小均匀,呈弥散分布,因而,搅拌摩擦焊的接头综合性能良好.     

颗粒增强铝基复合材料SiC P／6066A1搅拌摩擦焊

针对熔化焊、钎焊在铝基复合材料连接中存在的问题，提出了一种新型连接方法搅拌摩擦焊。研究了颗粒增强SiC P／6066A1铝基复合材料的搅拌摩擦焊连接工艺，对焊缝成形特点、接头组织特征进行了分析探讨。研究结果表明，经过搅拌摩擦焊之后，焊缝成形良好，焊缝区晶粒细小均匀，呈弥散分布，因而，搅拌摩擦焊的接头综合性能良好。     

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。     

LF21铝合金厚板搅拌摩擦焊接接头微观组织研究

针对14 mm厚的LF21铝合金,采用搅拌摩擦焊进行焊接,焊后对接头的宏观形貌、微观组织和接头不同区域的显微硬度进行分析.实验结果表明:在焊接速度v为200mm*min-1,转速ω为1200rad*min-1时,焊缝成型较美观,焊缝内部无空洞、裂纹等缺陷.显微组织观察发现焊核区的组织为再结晶等轴晶粒,晶粒明显细化;热机械影响区组织由原始母材细纤维组织转变为具有一定弧度的弯曲粗纤维组织;热影响区范围较窄,晶粒与母材相似,但出现了晶粒粗化现象.显微硬度实验发现,焊缝中层和上层的显微硬度较高,而下层较低.     

2024-T3薄板搅拌摩擦焊搭接界面成型及接头性能

采用搅拌摩擦焊，以三爪型搅拌头通过单、双道焊工艺，在相同的焊接参数下对包含或去除包铝层的2024-T3薄板铝合金进行搭接焊接．以包铝层为示踪材料，应用光学显微镜观察搭接接头宏观金相，研究了金属材料流动情况，观察原断裂位置，在上板前进侧发现了界面畸变．通过拉伸-剪切力测试，比较了接头性能．实验结果表明：采用双道焊（前进侧相对）工艺，可增大搭接界面宽度，减小或去除上板前进侧界面畸变的影响，提高搭接接头性能．     

钛/铝异种合金激光熔钎焊接头组织与性能

通过改变激光在铝合金上聚焦时的光束偏移距离,对4 mm的Ti/Al异种合金进行焊接.焊后测试了不同参数条件下接头的力学性能,观察并分析了Ti/Al界面的微观组织形貌.试验结果表明:激光偏转角度为10°,光束偏移距离分别为1.1、1.2 mm时,Ti/Al界面处分别形成约30、10μm的扩散层,此时断裂形式为脆断;光束偏移距离为1.3 mm时,Ti/Al界面处形成了约0.8μm的扩散层,其主要成分为TiAl_2、TiAl、Ti_3Al金属间化合物,此时断裂形式为韧断,接头的抗拉强度最高,为192 MPa,达到铝合金母材强度的63%.     

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。     

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.     

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。     

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。