铝合金搅拌摩擦焊缝和母材疲劳裂纹扩展行为

对7075-T6和LC4CS两种铝合金搅拌摩擦焊缝的疲劳裂纹扩展(da/d N)行为进行实验研究,并与7075-T6母材疲劳性能进行对比分析。结果表明:沿焊缝中心、前进和后退边方向,7075-T6搅拌摩擦焊疲劳裂纹扩展速率da/d N均低于LC4CS的da/d N;但沿垂直于焊缝方向两者da/d N基本一致;同种材料焊缝中心da/d N为最低,其次是后退边和前进边,而沿垂直焊缝方向da/d N为最高;7075-T6焊缝中心da/d N与其母材比较,低载荷ΔK下焊缝中心的da/d N较低、但高ΔK下母材的da/d N较低;在前进边、后退边和母材区域疲劳裂纹断口形貌明显不同,在母材区域可以观察到典型的疲劳条纹特征;但沿焊缝中心(焊核)的疲劳裂纹断口,没有任何疲劳条纹特征;7075-T6搅拌摩擦焊缝比LC4CS焊缝具有更好的抗疲劳裂纹扩展阻力,在高ΔK载荷下搅拌摩擦焊核区细小等轴晶粒不能提高疲劳裂纹扩展阻力。     

基于螺纹锥形搅拌头的搅拌摩擦焊三维流场仿真研究

本文利用CFD软件包FLUENT建立了带螺纹表面的锥形搅拌头搅拌摩擦焊三维流动模型。通过数值模拟得到了焊缝沿厚度方向的水平切面速度矢量图,截面的速度矢量图以及用于观察材料流动行为的流动线图。同时分析了搅拌头表面螺纹对塑化金属流动行为的影响及焊缝塑化金属的流动规律。模拟结果对于搅拌摩擦焊过程中焊缝处塑化金属流动以及焊缝形成机理研究具有重要的指导意义。     

微机控制能量补偿型TIG焊电源的研究

本文通过对电弧形态的分析,弧长波动对熔宽和电弧电流分散度的影响等测试,提出在纯氩气氛中,当弧长波动时,欲使有效热功率恒定,最佳电源外特性应用是能量补偿型电源外特性,通过大量薄板ＴＩＧ焊接实验,建立了能量补偿电源外行性数学模型,并成功地研制了８０９８单片微机控制的能量补偿型ＴＩＧ焊电源系统。     

等离子弧穿孔熔池的数值模拟

根据流体力学理论和传热学机理,采用有限元法建立了运动等离子弧作用下穿孔焊接熔池流场、温度场的三维瞬态数值分析模型,根据计算出的温度场,模拟并图形显示了熔池形状和穿孔熔池的形成过程。计算表明,所建立的数值分析模型可用于等离子弧穿孔焊接熔池流场和温度场的有限元计算、熔池形状和穿孔熔池形成过程的模拟,为等离子弧穿孔焊接在工程实际中的应用提供理论依据。     

铝锂合金氩弧焊与激光焊研究

研究了Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｇ－Ｃｕ－Ｚｒ系国产铝锂合金的焊接性。研究表明，用净化的氩气保护并带拖罩的氩弧焊接铝锂合金，焊接接头及其热影响区表面仅有轻微的氧化色。金相分析表明，焊接接头结合良好，且有相当的机械性能。电子探针微区域分析表明，焊缝与热影响区及母材成分除锂未能分析，其余成分变化甚微，厚度３．５０ｍｍ试样均焊透。用ＹＡＧ激光焊，氩气保护，单面焊能焊透≤０．７０ｍｍ厚的铝锂合金板，而双面焊能焊≤１．５０ｍｍ厚的板，焊件的接头及其热影响区保持原金属光泽，焊缝窄。微区域成分分析表明，焊缝、热影响区与母材几乎无变化。     

外加磁场对CO2焊的影响

针对CO2气保焊飞溅大的缺陷,本课题组在研究其短路过渡机理和飞溅产生原因的基础上,开展了用纵向磁场控制CO2气体保护焊飞溅的初步尝试.在进行了大量的工艺实验基础上,得到了以下的结论在一定的焊接规范下,外加纵向磁场有效的控制了CO2焊短路过渡中的焊接飞溅,获得较好的工艺效果;同时,存在一个最佳的纵向磁场范围,在这个范围内,磁场对飞溅的控制效果较佳.     

5554铝合金TIG焊缝组织与性能

针对厚度为10 mm的5554铝合金进行TIG焊接试验研究,分析焊缝的组织结构及力学性能.结果表明,在选用S311焊丝的焊接试样中,焊接试样的抗拉强度和屈服强度均在母材的50%左右,断后伸长率为母材的65.4%.通过拉伸断口扫描电镜观察,5554铝合金及其焊接试样的拉伸断口均为韧窝断裂断口,断裂为韧性断裂.对焊接试样各区域的显微硬度测试,显示焊缝区域硬度高于其他部位,其中熔合线和热影响区之间的显微硬度最低.并且焊接试样的整体区域硬度均比未焊接的母材低,通过试验验证,得出焊接后的退火消除应力热处理是导致这一结果的主要原因.     

F15l和1Cr18Ni9Ti的电子束焊接

针对型号产品生产中遇到的Ｆ１５ｌ和１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ电子束焊接焊缝裂纹问题进行了研究、在光学显微镜及扫描电镜下观察焊缝显微组织为方向性较强的粗大奥氏体柱状晶，Ｓ、Ｓｉ等杂质液膜在一定拉应力作用下形成晶间裂纹，为此，采用１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ衬底，重新设计了接头形式，使焊缝的Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ的值较高，属于先奥氏体结晶模式，从而提高了焊缝的抗裂性能，消除了焊接裂纹，经型号产品的实际使用，达到了设计要求。     

搅拌摩擦焊缺陷补焊工艺及性能分析

针对2219铝合金搅拌摩擦焊的沟槽缺陷,用搅拌摩擦焊方法进行了补焊工艺研究,并对补焊焊缝的组织及性能进行了分析.结果表明,可以用搅拌摩擦焊的方法修复沟槽缺陷,二次补焊后的接头性能与单道焊时的接头性能相比没有变化,焊接变形小,且操作简单、方便.