焊接方法对5A06铝合金厚板焊缝接头性能的影响

分别采用搅拌摩擦焊(FSW)和熔化极氩弧焊(MIG)对20mm厚的5A06铝合金进行了焊接试验,对两种焊接方式的焊缝接头进行了机械性能测试、显微组织的观察以及表面残余应力的检测。结果表明,搅拌摩擦焊缝接头的抗拉强度比熔化极氩弧焊缝接头的高,搅拌摩擦焊缝接头往往断裂于前进侧的熔合过渡区,熔化极氩弧焊缝接头断裂于热影响区;相比熔化极氩弧焊,搅拌摩擦焊接头晶粒明显细化,焊缝中Mg、Mn等合金元素烧损明显减少,焊缝表面的残余应力水平也较低。     

自然时效对Al⁃Zn⁃Mg合金搅拌摩擦 焊接头显微硬度与残余应力影响

搅拌摩擦焊接与弧焊有本质的不同,材料经历的温度循环特征、约束状态与弧焊区别明显,应进一步开展长期服役性能的研究。归纳了搅拌摩擦焊接的特殊性,针对Al-Zn-Mg系T4态铝合金材料,测试分析了焊后随时效残余应力分布、硬度变化特征,测试焊缝及前进、退出侧的极化曲线,发现了搅拌摩擦焊接接头的焊接残余应力回升现象。结合接头硬度、组织特征,实际生产中搅拌摩擦焊接缺欠特征及位置概率,与搅拌摩擦焊接接头电化学测试结果印证,对应力回升引起的应力腐蚀风险等工艺风险性进行了预测。上述工作对认识、规范搅拌摩擦焊接生产,保证焊接质量具有重要的工程价值。     

焊后热处理对7050铝合金FSW接头的影响

对20mm厚7050-T7451铝合金进行搅拌摩擦焊和接头的焊后热处理。对比分析了热处理前后接头的组织和性能。结果表明:在搅拌头旋转速度300r/min,焊接速度50mm/min时,接头抗拉强度为426MPa,延伸率为8.2%。经过固溶时效处理后,接头组织细化,并析出大量第二相粒子,接头性能进一步提高,抗拉强度达到511MPa,延伸率为8.5%;热处理前接头均断裂于前进侧热影响区,与接头的硬度分布有对应关系。热处理后,接头断裂于焊核区。热处理前后接头断口均表现出韧性断裂特征。     

低碳钢Q235A搅拌摩擦焊接的接头金相组织分析

用钼合金搅拌头对3mm厚低碳钢Q235A钢板进行搅拌摩擦焊接,焊接过程中采用加辅助热源和无辅助热源两种情况,获得质量良好的焊接接头,焊接温度最高可达1000℃以上。切取焊缝区域制成试样,用光学显微镜观察其显微组织进行分析,发现焊缝接头分为母材区、热影响区及搅拌区三个明显区域,而热机械影响区不甚明显。热影响区主要为等轴晶粒铁素体和球化珠光体,搅拌区金属在焊接过程中因塑性变形发生动态再结晶,抑制了晶粒长大,冷却后获得细小的先共析铁素体、铁素体和珠光体组织。     

搅拌摩擦焊用搅拌头的研究进展

搅拌头的设计是搅拌摩擦焊技术的核心。对搅拌头技术发展进行了简单的介绍并对搅拌头的研究现状做了比较详尽的总结。对五种具有代表性的搅拌头,就其各自的优点进行了介绍。     

搅拌摩擦焊--革命性的宇航制造新技术

宇航工业的飞速发展要求宇航制造业不断采用新材料和新工艺来满足市场需求,搅拌摩擦焊作为一项新型的革命性的连接技术,为宇航制造工业中轻合金的低成本、高效率和高质量连接提供了有效途径;搅拌摩擦焊在美国和欧洲宇航工业中的成功应用预示着搅拌摩擦焊在宇航领域具有巨大的潜在应用背景和前景,经过系统的研究和开发,搅拌摩擦焊将是宇航工业制造领域的主导连接技术。本文在介绍搅拌摩擦焊的基础上,系统阐述了搅拌摩擦焊在宇航制造工业中的研究、应用,并且对搅拌摩擦焊在中国宇航工业中的发展和应用进行了简要概括和展望。     

新一代运载贮箱搅拌摩擦焊应用研究

在分析搅拌摩擦焊(FSW)原理和工艺特点的基础上,设计了适于厚6 mm 2219铝合金焊接用搅拌头,进行了平板工艺试验,以及焊缝的外观质量、金相组织和力学性能评定。采用线能量因子确定了最佳工艺容限。新一代运载2219铝合金贮箱1∶1验证件的焊接和压力试验证明,FSW的焊接质量、构件整体尺寸精度和生产效率都远高于传统的交流钨极惰性气体保护焊(TIG),完全满足新一代运载贮箱的制造要求。     

消除摩擦焊中锁孔

摩擦搅拌焊较其它焊接方法更可靠，能保留更多的材料性能。但是，这项工艺需依赖一个固定的特形指棒。采用这种特形指棒进行焊接，在焊缝的末端会留下一个孔洞，即所谓的锁孔，当焊接诸如筒形件、管件及圆柱形贮箱时就会发生问题。 马歇尔飞行中心的焊接工程师Jeff Ding和波音公司的Peter Oelgoetz设计了一个用于摩擦搅拌焊的自动可伸缩施焊特形指棒。Ding最初设计可自动施焊特形指棒是将其应用于一个圆柱形贮箱的焊接。目前，特形指棒巳被用于焊接完整的360°环缝。当可伸缩的指棒经过焊缝的原起焊部位时，指棒开始缓慢向轴肩部回缩，并…     

镁合金铸件缺陷搅拌摩擦修复工艺方法

针对航天器铸件缺陷率高,修复难度大的现状,提出采用搅拌摩擦加工技术实现缺陷修复的新方法。首先制备了含缺陷的AZ91D镁合金试板,并以此作为实验材料进行了搅拌摩擦修复工艺实验,在旋转速度为500r/min,前进速度100mm/min,下压量为1.5mm的工艺参数下,修复区域成形良好。修复前后X射线照片表明,搅拌摩擦加工技术有效修复了镁合金试板中的铸造缺陷。最后对航天器铸件中常见的T形结构和角形结构开展了对应的实验研究,在现有条件下,采用自制简易夹具,可以完成T形结构和角形结构的搅拌摩擦加工。研究结果表明,采用搅拌摩擦方法修复航天器铸件缺陷从技术上是可行的。     

基于回归分析的7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊工艺研究

基于回归分析对20mm厚7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊工艺进行研究。建立并分析了接头抗拉强度与焊接工艺参数之间的回归模型,重点考察搅拌头旋转速度、焊接速度和轴肩下压量对接头抗拉强度的影响规律。结果表明,在试验设定的工艺参数范围内,随着搅拌头旋转速度的增加,接头抗拉强度降低;随着焊接速度的增加,接头抗拉强度先升高后降低,存在峰值;随着轴肩下压量的增加,接头抗拉强度升高。通过优化焊接工艺参数可以使接头抗拉强度达到430MPa。