搅拌头形状对焊缝塑化金属流动行为的影响

本文研究了搅拌形状对焊接过程中焊缝塑化金属流动行为的影响,使用了4种形式的搅拌头,(a)带反螺纹的圆柱形搅拌头,(b)带正螺纹的圆柱形搅拌头,(c)带反螺纹的圆锥形搅拌头,(d)带反螺纹的凸轮形搅拌头。研究结果表明,焊接过程中,焊缝塑化金属存在三种运动：表层的水平圆周运动、探针周围的螺旋运动、塑化环外围的刚塑性运动。搅拌头形状是影响焊缝塑化金属流动形态的主要因素。搅拌头探针表面的螺纹旋转方向不同,塑化金属的受力状态不同,探针周围金属朝上或朝下螺旋运动,从而带动周围金属流动;探针形状不同,可以改变塑化金属的流动性。     

LF6铝合金薄板的搅拌摩擦焊焊缝成型及性能

搅拌摩擦焊是一种用于低熔点合金板材的新型固态连接技术.本文针对我国常用的LF6铝合金,研究了搅拌摩擦焊焊接规范对焊缝成型及接头力学性能的影响,分析了搅拌摩擦焊缺陷产生的原因.结果表明,LF6(M)搅拌摩擦焊接头强度可以达到母材的强度,其背弯和正弯角度可达到180度;焊接规范对接头的力学性能有影响,存在一个最佳力学性能规范区;某些规范条件下可能出现单边沟槽或隧道型缺陷及单边塑性流线现象,它们的位置与搅拌头的旋转方向有关.     

LF6铝合金薄板的搅拌摩擦焊焊缝成型及性能

搅拌摩擦焊是一种用于低熔点合金板材的新型固态连接技术。本文针对我国常用的LF6铝合金，研究了搅拌摩擦焊焊接规范对焊缝成型及接头力学的影响，分析了搅拌摩擦焊缺陷产生的原因。结果表明，LF6（M）搅拌摩擦焊接头强度可以达到母材的强度，其背弯和正弯角度可达到180度；焊接规范对接头的力学性能有影响，存在一个最佳力学性能规范区；某些规范条件下可能出现单边沟槽或隧道型缺陷及单边塑性流线现象，它们的位置与搅拌头的旋转方向有关。     

陶瓷-金属梯度焊缝的自蔓延高温合成

本文将自蔓延高温合成（ＳＨＳ）技术与焊接技术相结合，探索了用梯度材料作焊缝的陶瓷与金属焊接的新途径，着重研究了梯度焊缝的制备工艺。结果表明，采用ＳＨＳ技术可成功地制取梯度焊缝层，这种焊缝可以缓和陶瓷与金属焊接时在界面处产生的热应力。     

添加Ni中间层的镁/钛激光熔钎焊工艺及接头性能研究

对添加Ni片作为中间层的AZ31B镁合金板和TC4钛合金板进行激光熔钎焊搭接试验,分析接头的力学性能、宏观形貌和微观组织。结果表明:Ni作为中间层的镁/钛激光熔钎焊接头焊缝成形良好,部分位置出现鱼鳞纹,接头焊缝区由镁侧焊缝、钛侧焊缝和界面化合物层(IMC)组成。其中,镁侧IMC层由Mg-Al-Ni相和Mg_2Ni相组成,钛侧IMC层由Ti_2Ni相组成。随着接头热输入量的增大,镁/钛两侧焊缝中元素得到充分扩散,并在两侧焊缝中生成金属间化合物,使得接头的力学性能大大增强。随着焊接线能量的增加,钛侧熔深一直增大,接头拉剪载荷呈现出先增大后减小的趋势。在焊接线能量Q=722.22 J·cm~(-1)时,接头拉剪载荷达到1 241.67 N。     

GH3044高温合金激光熔覆焊接工艺研究

为解决航空发动机高导内机匣裂纹修复问题,采用RRW3040型激光熔覆设备对1.5mm厚的高温合金GH3044进行有间隙对接焊接,对焊接坡口间隙、激光功率、焊接速度三因素进行正交试验,得到的最佳工艺参数为间隙0.5mm、功率600W、焊接速度0.011m/s。对焊接接头进行拉伸强度测试、硬度检测、金相检查、抗弯曲测试。测试结果表明,在最佳工艺参数条件下,可得到熔合良好,无裂纹、较大气孔、夹杂等缺陷的焊接接头,接头拉伸强度平均值可达752MPa,且焊缝区域硬度和热影响区硬度相对于基体硬度的波动值范围均小于10%,焊缝区域保持了良好的塑性。     

扫描波形对TC4钛合金电子束焊接焊缝成形的影响

扫描波形是电子束焊接时的工艺参数之一,但目前对于扫描波形对焊缝成形是否有影响未有定论。采用真空电子束的11种扫描波形对3 mm厚的TC4钛合金进行焊接,研究了电子束焊接不同扫描波形对焊缝成形的影响。结果表明:扫描波形对焊缝表面成形没有显著影响;不同扫描波形焊接所得焊缝横截面均为"楔形"焊缝,扫描波形为x方向的三角波、矩形波、锯齿波以及y方向的三角波时所得的焊缝存在单侧咬边缺陷;扫描波形对焊缝熔宽和熔深的影响呈现无规律的波动,但是焊缝深宽比基本没有变化。     

低合金钢管的焊接工艺及缺陷预防

采用氩弧焊打底,焊条电弧焊填充盖面焊接Cr5Mn低合金钢管,钢管壁厚为12mm,焊接位置为水平固定全位置焊接,在焊接之前,调整好焊接工艺参数,焊接完毕以后,对焊缝外观检验和X射线无损检测,发现焊缝的表面出现少量微裂纹,内部有少量气孔。为了保证焊缝的质量,对缺陷产生的原因进行分析并且采取正确的焊接工艺方法避免焊接缺陷。     

搅拌摩擦焊焊缝材料二维塑性流动研究

用紫铜作标示材料 ,进行了LF6铝合金的搅拌摩擦焊对接试验 ,焊后截取了焊缝的水平面试样 ,对标示材料在焊缝中的流动痕迹进行了分析。研究结果表明 ,搅拌摩擦焊过程中 ,焊缝材料流动与焊缝中心是不对称的 ,在前进边有材料往前流动也有材料向后流动 ;在返回边材料只是向后流动 ,且有部分材料进入前进边 ;为了分析试验观察到的沿焊缝水平面材料的流动形态 ,本文尝试建立了一个二维挤压模型 ,在该模型中认为在探针的周围有一个形状不变的热塑性区域 ,并用运动分解、合成的方法研究了探针周围热塑性材料的流动趋势 ,用该模型模拟了标示材料在焊接过程中的流动过程 ,模拟结果能解释试验所观察到的现象     

镍基合金大间隙搭接电子束填丝焊接头组织性能分析

对GH4169合金与电铸镍板材搭接接头真空电子束焊接工艺进行了研究,并详细分析了配合间隙对接头组织和性能的影响。结果表明:双层板搭接间隙越大,间隙层填充金属越多,上板焊缝堆高越低,间隙层填充金属为异种合金混合凝固而成,填充金属存在剧烈对流作用,焊缝下板熔深形状和尺寸基本无变化。焊接接头硬度从上部、中部和下部依次减小。当焊接接头的配合间隙≤0.8 mm时,配合间隙越大,接头抗拉剪性能越低,当焊接接头的配合间隙 0.8 mm时,配合间隙越大,接头抗拉剪性能越高。     

LD31-LF6铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

用搅拌摩擦焊方法进行了异种LF6/LD31铝合金锁底接头焊接,研究了搅拌头轴肩下压量对焊缝成形的影响,分析了接头的截面形貌及力学性能.结果表明,搅拌头轴肩下压量对焊缝成形有重要的影响.组织分析表明,在焊缝横截面,LF6铝合金与LD31铝合金在焊核区被充分混合,并在焊核下部形成条带状的组织.焊核区由于受到搅拌头搅拌针的强烈搅拌作用,组织发生动态再结晶,由母材原始的板条状组织转变为细小的等轴再结晶组织.热力影响区晶粒随着向焊核靠近而逐渐变小且发生了明显的变形.当焊接工艺合适时,接头抗拉强度可达316MPa,达到母材强度,断裂部位多位于焊核与LD31铝合金的交界面.     

紫铜的搅拌摩擦焊接头组织与电学性能测试

本文对T2紫铜的搅拌摩擦焊工艺进行了试验研究，对接头组织和性能等进行了初步分析。试验结果表明，当焊接规范合适时，用搅拌摩擦焊方法焊接6mm厚的T2紫铜板，可得到成形美观、内部无缺陷、几乎不变形的平板对接接头。接头的力学性能试验表明，搅拌摩擦焊接头的抗拉强度可达母材的90％；电学性能试验表明，搅拌摩擦焊接头的电阻率与母材基本相当。     

铝合金复合焊旁路焊接参数对焊缝成形的影响

由于铝合金线膨胀系数大,热导率高,焊接时热输入向母材一侧快速流动,在较大的热输入情况下容易使产生熔透不均匀、焊接变形、塌陷等问题。因此,本研究通过TIG-MIG复合焊试验,在改变焊接工艺参数的条件下,研究了旁路脉冲TIG中峰值电流、脉冲频率以及脉宽占空比分别对焊缝熔宽、余高和熔深的影响,并获得了参数阈值,为实现铝合金控制热输入的高效焊接提供了参考。     

铝和不锈钢FSW对搭接接头界面结构及性能研究

采用搅拌摩擦焊接方法,设计了基于“差高 偏置”的对搭接接头,对厚度为4　mm的 5A06铝合金和厚度为2　mm的316L不锈钢进行了搅拌摩擦焊接(Friction stir welding, FSW)焊接试验。通过观察焊缝金相形貌发现,焊接界面光滑平整,没有形成Hook钩,在焊缝靠近界面位置形成了钢颗粒增强铝基复合组织和河流状花样组织结构。通过SEM观察,铝 钢之间形成了一层厚度约为3　μm的中间过渡层。显微硬度及拉伸测试结果表明,过渡层的显微硬度较高,接头的拉伸强度达到了铝合金母材强度的89.7%。     

7A09铝合金厚板搅拌摩擦焊接头显微组织与性能研究

通过对7A09铝合金的搅拌摩擦焊试验,分析讨论了接头的显微组织和力学性能。试验结果表明:焊核区为细小的等轴晶组织,且焊接速度和搅拌头旋转速度对晶粒的大小有影响;焊接热循环对接头析出相的分布有较大影响;接头显微硬度呈W型分布,热影响区软化趋势最明显;当搅拌头旋转速度和焊接速度匹配适当时,拉伸试样的断裂位置在热影响区,接头的抗拉强度可达到母材的78%。     

搅拌摩擦加工制备FeCoNiCrMn高熵合金增强铝基复合材料的组织与力学性能研究（英文）

采用多道搅拌摩擦加工（Friction stir processing, FSP）工艺将高熵合金（High entropy alloy, HEA）颗粒分散到2024铝合金基体中，制备了HEA/Al复合材料。研究了搅拌摩擦加工道次对复合材料宏观形貌、微观结构和力学性能的影响。显微组织观察表明，增加搅拌摩擦加工道次有助于高熵合金颗粒的均匀分布和晶粒细化。力学性能测试结果表明，随着搅拌摩擦加工道次的增加，搅拌摩擦加工制备复合材料的显微硬度值显著提高，分布更加均匀，强度和塑性也有所提高。五道次搅拌摩擦加工所制备复合材料的显微硬度、强度和塑性分别达到138 HV、597 MPa和5.1%。     

GH150氩弧焊接头组织和力学不均匀性研究

研究了ＧＨ１５０合金对接氩弧焊接头显微组织和力学性能的不均匀性，用金相分析和微型剪切试验等方法得到了该焊接接头各区域的微观组织和力学性能分布特性。结果表明，该焊接接头中存在着比较严重的微观组织和力学性能不均匀性，其不均匀程度在熔合线附近最为严重。因而认为熔合区是该焊接接头力学性能最薄弱的部位。同时，由微型剪切试验所得到的力学性能梯度曲线还表明，ＧＨ１５０合金是一种高强度材料，其韧塑性却偏低；在焊接接头各区域中的强度指标变化不大，但是焊缝和热影响区的韧塑性比母材降低较多。其中，焊缝的剪切变形率降低２１．８％，剪切功降低２５．５％。     

多次返修对锅炉用钢20g焊接接头组织与性能的影响

通过试板度试验，研究了多次返修对锅炉用钢２０ｇ焊接头组织与性能的影响。结果表明，对２０ｇ接头焊缝进行超过３次返修以后，其焊接热影响区的常温冲击韧性ａｋ、接头抗拉强度σｂ以及焊缝金属、     

焊接结构对某型金属波纹管使用寿命的影响分析

针对某补偿器波纹管出现的疲劳泄漏问题,开展了焊接结构对波纹管使用寿命的影响分析研究。首先,利用微结构分析的方法研究焊接结构形貌特性,并分析裂纹扩展机理,建立焊接结构的有限元模型;然后,利用子模型方法,对不同厚度焊缝的工作应力进行了计算分析,并提出波纹管焊接结构优化方案;最后,基于计算结果和疲劳寿命理论,对原始、改进波纹管焊接结构抗疲劳能力进行了分析。结果表明:1)原始焊接状态下,波纹管上封头连接环处易出现焊接缺陷,厚、薄焊缝处最大应力分别为462.84MPa和816.81MPa,超出了材料的疲劳极限,是波纹管低周疲劳破坏的主要原因;2)理想无焊接缺陷状态下,该型波纹管上封头连接环焊缝区的最大应力大约为260MPa,安全系数约为2;3)改进型波纹管连接环焊缝焊趾区最大应力为113MPa,安全系数约为4。本文的研究可为金属类波纹管的焊接结构优化和耐久性分析提供参考。     

球管焊接应力应变有限元三维数值模拟

利用大型有限元分析软件ANSYS,对空心球与钢管焊接件的温度场和应力应变场进行了三维数值动态模拟。不同阶段具体控制措施的准确运用使焊接模拟这一复杂过程得以实现,有限元分析计算结果表明,由于钢球及钢管弧线方向不易变形,管球焊接焊缝应力水平较高,焊缝较易发生脆性破坏,合理的焊接速度与分段施焊法的应用均能有效降低焊接应力水平。