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.     

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。     

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.     

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.     

2219铝合金全焊透搅拌摩擦焊接试验

以2219铝合金为研究对象进行全焊透搅拌摩擦焊试验,通过射线探伤和根部着色的方法验证三类全焊透工艺的有效性,并对搅拌摩擦焊试验结果进行力学性能试验和金相试验,对比三类全焊透搅拌摩擦焊焊缝力学性能的差异。通过试验可知背部垫板型搅拌摩擦焊接是最适合实际生产的全焊透焊接工艺。     

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。     

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。     

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。     

铝合金搅拌摩擦焊温度场的数值模拟

为了研究搅拌摩擦焊在焊接过程中温度场的变化情况，文中根据摩擦学原理，建立了搅拌摩擦焊热输入的数学模型，利用ANSYS有限元分析软件计算出瞬态温度场分布，并得到了试板上任意一点温度随时间的变化曲线。通过将计算结果与实验值比较，验证了计算结果的正确性。结果表明：搅拌摩擦焊是一种固态焊接方法，而且搅拌头前面的高温区域要比后方窄；在板厚方向上，温度是由表面向底面依次降低的；对于与焊缝中心等距离的点，后方比前方达到的温度最高值要稍高。     

船用铝合金角接的固定轴肩搅拌摩擦焊焊具设计研究

针对船舶常用的5系与6系铝合金的角接开展目定轴肩搅拌摩擦焊的焊具设计研究,对焊具材料的选择及热处理工艺、轴肩和搅拌针的结构型式以及两者间的配合方式等展开了分析研究.     

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。     

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.     

25mmHY-80钢的激光辅助熔化极气保焊

研究了激光辅助熔化极气保焊焊接HY-80钢时各种工艺参数对焊缝成形的影响及激光与电弧的复合作用，确定了最佳焊接工艺参数。实验结果表明，焊缝金属显微组织主要是马氏体，而不会产生针状铁素体。动态撕裂试验和爆破试验结果表明．焊缝金属韧性低且波动大，改善焊丝化学成分是探索提高焊缝金属韧性的途径之一。     

垂直自动角焊机

由船舶工艺研究所研制的垂直自动角焊机可用于垂直位置角焊缝的焊接,它采用线性轴承,无摩擦滑板等器件,专门设计了适合于立角焊强迫成型应用的滑块,使垂直自动角焊机能稳定、可靠地进行对立角焊缝强迫成型焊接,使一种新的高效焊接方法可以得以实施。该装置的主要特点:     

国内铝合金焊缝PAUT技术应用现状

随着铝合金材料的普及使用，作为先进数字化检测手段的相控阵超声波检测(Phased Array Ultrasonic Testing, PAUT)技术应用备受关注。近年来，在先进超声波技术发展和应用需求结合下，陆续开展的相关试验研究为铝合金搅拌摩擦焊焊缝PAUT技术提供指导和规范引领，并形成相关行业应用标准。铝合金气体保护焊PAUT技术的应用需求逐渐显现，但相关研究和标准尚在起步阶段。梳理国内铝合金焊缝PAUT技术应用现状，可为推动铝合金焊缝PAUT技术研究、扩展应用场景提供技术基础。     

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．     

手工铜衬单面焊双面成型工艺

一、概述手工铜衬焊是以手工实现单面焊双面成型的一种工艺方法,这是在老工艺铜衬焊的基础上改进而成的。这一工艺是用一根带有成型槽和散热槽的矩形紫铜块作为衬垫(不采用水冷装置)固定在焊缝反面,而使用结507焊条进行手工焊接,从而使反面焊缝同时成型(见图1)。     

搅拌摩擦焊在船用铝合金结构中的应用

介绍搅拌摩擦焊的原理及特点,根据铝合金作为造船材料的优点,分析船用铝合金采用搅拌摩擦焊的优势,探讨铝合金搅拌摩擦焊在船体结构中的应用,指出今后搅拌摩擦焊技术的研究重点将是对搅拌头进行改进与创新。     

手工单面焊陶瓷衬垫试验研究

针对碱性焊条设计了两种手工单面焊陶瓷衬垫配方,讨论配方设计原则和性能参数的计算过程,介绍衬垫的加工制作工艺过程,并用自制的衬垫进行了单面焊工艺试验,结果表明SGB-1衬垫背面焊缝成型良好,无成型缺陷,可推广使用;SGB-2衬垫背面焊缝余高偏高,有待改进。     

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。