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。     

复合搅拌摩擦点焊旋转半径对接头组织和性能的影响

对2 mm 2A12-T4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的复合搅拌摩擦点焊接头的抗剪力,并观察和分析复合搅拌摩擦点焊接头在拉伸时的断裂途径及微观组织.结果表明:当其他参数不变时,复合搅拌摩擦点焊接头抗剪力和断裂途径随旋转半径和塑性环形貌的不同而变化；在旋转半径为1.2mm时,接头的抗剪力达到...     

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．     

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。     

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.     

高速列车用6005A铝合金接头冲击韧性的研究

通过金相实验观察6005A铝合金焊缝组织的微结构,采用全自动低温冲击试验机研究不同温度下6005A铝合金焊接区域的冲击韧性.结果表明:常温下6005A铝合金焊接接头冲击吸收功为18.5 J,随温度降低焊接区域的冲击韧性呈现先逐渐减小后稳步提升的趋势,并且在-40℃时6005A铝合金焊接接头存在裂纹敏感区.不同温度下6005A铝合金焊接接头冲击断口在试样缺口底部与水平的剪切力形成45°剪切面,沿着裂纹的拓展方向仍遵循纤维区、放射区、剪切唇等典型冲击断口结构分布,但平滑的断口和较浅的韧窝表明6005A铝合金焊接接头的塑性较差.     

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。     

搅拌工具轴肩和搅拌头轮廓对铝合金搅拌摩擦焊的影响一对比研究(英文)

In marine application,marine grade steel is generally used for haul and superstructures.However,aluminum has also become a good choice due to its lightweight qualities,while rusting of aluminum is minimal compared to steel.In this paper a study on friction stir welding of aluminum alloys was presented.The present investigation deals with the effects of different friction stir welding tool geometries on mechanical strength and the microstructure properties of aluminum alloy welds.Three distinct tool geometries with different types of shoulder and tool probe profiles were used in the investigation according to the design matrix.The effects of each tool shoulder and probe geometry on the weld was evaluated.It was also observed that the friction stir weld tool geometry has a significant effect on the weldment reinforcement,microhardness,and weld strength.     

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%。     

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.     

LC9铝合金搅拌摩擦焊焊接接头微观组织及力学性能

微波扩频通信具有网络质量好、建设成本低的优势。在长江水上专网采用微波扩频通信的方案切实可行。     

12毫米厚铝合金板的搅拌摩擦焊研究(英文)

Most of the investigations regarding friction stir welding(FSW)of aluminum alloy plates have been limited to about 5 to 6mm thick plates.In prior work conducted the various aspects concerning the process parameters and the FSW tool geometry were studied utilizing friction stir welding of 12 mm thick commercial grade aluminum alloy.Two different simple-tomanufacture tool geometries were used.The effect of varying welding parameters and dwell time of FSW tool on mechanical properties and weld quality was examined.It was observed that in order to achieve a defect free welding on such thick aluminum alloy plates,tool having trapezoidal pin geometry was suitable.Adequate tensile strength and ductility can be achieved utilizing a combination of high tool rotational speed of about 2000 r/min and low speed of welding around 28 mm/min.At very low and high dwell time the ductility of welded joints are reduced significantly.     

响应面法模拟轴肩和搅拌针形状对铝合金搅拌摩擦的影响(英文)

The present paper discusses the modeling of tool geometry effects on the friction stir aluminum welds using response surface methodology. The friction stir welding tools were designed with different shoulder and tool probe geometries based on a design matrix. The matrix for the tool designing was made for three types of tools, based on three types of probes, with three levels each for defining the shoulder surface type and probe profile geometries. Then, the effects of tool shoulder and probe geometries on friction stirred aluminum welds were experimentally investigated with respect to weld strength, weld cross section area, grain size of weld and grain size of thermo-mechanically affected zone. These effects were modeled using multiple and response surface regression analysis. The response surface regression modeling were found to be appropriate for defining the friction stir weldment characteristics.     

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。     

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。     

不同强度匹配10CrNi3MoV船体钢焊接结构的安全评定

为了研究不同强度匹配对焊接接头安全性能的影响,基于"欧洲工业结构完整性评定程序(SINTAP)"提供的失效评定图FAD方法,针对不同强度匹配的10CrNi3MoV船体钢焊接接头,建立了对应的失效评定曲线。根据母材与焊缝的拉伸试验及CTOD(裂纹尖端张开位移)试验结果,对比分析了3种匹配条件下的接头安全评定结果。研究表明,对于选定的评定级别,不同强度匹配系数对FAD图形状的影响很小;焊缝强度较高时,接头对塑性失稳的抵抗能力取决于母材性能;接头韧度水平相似时,低匹配接头对塑性失稳及脆性断裂的抵抗能力均稍差,弱于等匹配与高匹配;焊缝强度稍高于母材的"等强匹配"安全裕度最大,安全性最佳。