外加间歇交变纵向磁场对LD10CS铝合金焊接接头组织及性 …

在外加间歇交变纵向磁场作用下ＬＤ１０ＣＳ铝合金Ｈｅ－ＴＩＧ焊接条件下,通过对焊缝及热影响区组织的分析,研究了这种电磁搅拌方法对铝合金焊接接头组织和性能的影响规律探讨了电磁搅拌提高ＬＤ１０ＣＳ铝合金焊接接头塑,韧性的机理。本研究为深入了解电磁搅拌的物理机制奠定了基础。     

电磁搅拌对LD10CS铝合金焊接接头晶粒细化效果及其强度改善的研究

通过分析外加磁场Ｈｅ－ＴＩＧ焊接ＬＤ１０ＣＳ铝合金的焊缝组织,发现外加磁场的磁感应强度Ｂ和磁场交变频率ｆ对接头晶粒细化效果的影响最大。磁感应强度Ｂ与磁场交变频率ｆ不能单独选择,必须恰当匹配,而且还必须与焊接规范参数相适应,才能保证获得最佳的晶粒细化。同时,本文在该试验条件下研究了该电磁搅拌方法对铝合金焊接接头强度的影响,以指导磁控电弧焊接生产。     

7020T6铝合金搅拌摩擦焊接工艺研究

采用搅拌摩擦焊方法焊接7020T6铝合金,研究搅拌头旋转速度和焊接速度对焊接表面成形质量、金相组织和焊接接头硬度分布的影响。在此基础上得出用搅拌摩擦方法焊接7020T6铝合金的理想工艺参数。     

搅拌摩擦焊工艺参数对LY12铝合金接头组织和力学性能的影响

利用正交试验法研究了搅拌摩擦焊工艺参数对LY12铝合金接头组织和力学性能的影响.结果表明:搅拌头轴肩直径对接头抗拉强度的影响大于搅拌头旋转速度和焊接速度对接头强度的影响;当焊接工艺参数匹配合理时,接头热输入量适当,焊核晶粒组织为细小均匀的等轴晶,接头抗拉强度大于350MPa,接头强度系数高达86%.     

2219铝合金搅拌摩擦焊工艺及接头性能

采用搅拌摩擦焊方法对6 mm厚的2219铝合金板进行焊接,研究了2219铝合金的搅拌摩擦焊工艺和主要焊接参数对焊缝成形和接头力学性能的影响.结果表明:在旋转速度1250～1400 r·min-1,焊接速度100～140 mm·min-1时,可获得性能良好的焊接接头;对2219铝合金搅拌摩擦焊接后再固溶时效处理可有效消除接头软化区,提高接头强度.     

铝合金搅拌摩擦焊接头组织热稳定性

在焊后热处理过程中,搅拌摩擦焊接头焊核区细小的再结晶晶粒在高温下极不稳定,很容易发生晶粒异常长大降低接头性能。研究2024铝合金和7075-2024异质铝合金搅拌摩擦焊接头组织热稳定性,结果发现：增大搅拌头转速、降低焊速有利于提高接头组织热稳定性,接头焊核区晶粒尺寸差异越小,第二相粒子尺寸越小,密度越大,接头组织热稳定性越好;降低固溶温度或缩短固溶时间可以降低晶粒异常长大程度,但接头力学性能将发生下降。对于3 mm厚2024铝合金搅拌摩擦焊接头,在ω=2 500 r/min, v=20 mm/min的焊接参数下,495℃-30 min固溶处理后接头无明显晶粒异常长大现象。对于1.5 mm厚7075-2024异质铝合金搅拌摩擦焊接头,在ω=2 500 r/min, v=50 mm/min的焊接参数下,450℃-20 min固溶处理后接头晶粒异常长大基本得到控制,接头强度达到母材的90%。研究结果表明优化焊接工艺参数和焊后热处理工艺参数能获得较好的晶粒异常长大抑制效果,为铝合金搅拌摩擦焊接头组织性能调控提供参考。     

焊接工艺参数对5383铝合金搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性的影响

在制备不同焊接工艺条件下的5383铝合金搅拌摩擦焊接头的基础上,利用扫描电镜与能谱分析方法研究搅拌摩擦焊接头典型区域的宏观形貌特征与显微形貌特征,得到焊接速度、搅拌头转速及搅拌头压力等焊接工艺参数对接头耐腐蚀性的影响规律,结果表明:在特定的焊接工艺条件下,焊缝区域会产生S线。S线是接头腐蚀最严重的区域,其原因是由Mg元素偏聚、大量微孔的聚集与锰铁化合物的形成等三方面因素造成的;除S线及其附近区域外的焊缝其他区域的耐腐蚀性优于母材。同时,分析三种因素导致焊接接头耐腐蚀性降低的原理,阐述不同焊接工艺参数对5383铝合金搅拌摩擦时接头中S线形成的影响,提出利用减少焊接速度、增加搅拌头转速与提高搅拌头压力的方法来改善5383铝合金搅拌摩擦焊接头的耐腐蚀性。     

6005-T6铝合金搅拌摩擦焊接微观组织演变计算及力学性能预测

基于Al-Mg-Si系铝合金等温及非等温过程的微观结构演变规律,建立沉淀相粒子微观组织演变模型,包括沉淀相粒子的形核、长大、溶解以及粗化阶段。结合基于自适应网格重剖分的有限元热力耦合模型建立的6005-T6铝合金搅拌摩擦焊接的数值模拟,建立搅拌摩擦焊接过程中对于该种合金的组织演变和强化模型。通过充分考虑了固溶强化、沉淀强化对力学性能的影响,预测了AA6005-T6铝合金焊接接头组织的沉淀相变化及力学性能变化,预测结果与试验验证结果吻合良好。通过模拟计算焊后人工时效研究表明:焊接状态下焊接接头的软化区域在焊接核心区域范围;经过焊后人工时效后的接头软化区域集中在热影响区域,而焊接核心区域通过焊后人工时效后再次析出沉淀相,强度得到恢复。     

基于面向对象的智能化焊接接头CAD系统的开发

提出了一个焊接接头智能化ＣＡＤ系统，该系统运用专家系统技术对焊接工艺文件中焊接接头的设计及制图过程进行了智能化处理，实现了ＯＬＥ功能，并对各种焊接接头的静载强度进行了校核。基于面向对象的智能化焊接接头ＣＡＤ系统已得到成功的应用。     

静轴肩FSW铝合金6061-T4板的T形接头组织特征及动静载特性研究

利用自主开发的静止轴肩焊接工具及工装,在不同的焊接参数下均获得到了外观成形良好、无焊接缺陷的T形接头,并对接头内部成形、显微组织、硬度、静载强度和疲劳性能及疲劳失效机制进行了研究。研究结果表明铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊T性接头内部质量良好,无缺陷,接头表面存在表面超细晶区,且焊核区内部由于流动状态不同导致组织及硬度存在一定差异,T形接头底板及筋板硬度较母材有不同程度的降低,底板和筋板拉伸试验均断裂于接头热影响区,在优化的参数下底板和筋板方向的接头系数均高于0.7,在2×10⁶疲劳寿命下的特征疲劳强度可达101.0 MPa,远高于IIW建议的设计准则。焊接速度对接头疲劳性能及疲劳失效机制影响较大,疲劳裂纹萌生于T形接头底板和筋板过渡处,低焊速时断裂机制为穿晶断裂,高焊速时由于晶界稳定性差,断口呈现穿晶断裂和晶间断裂的混合形貌。完成了铝合金T形接头的无缺陷焊接及组织性能研究,为铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊T形接头在新型轻量化航天器密封舱结构中的应用提供了技术支撑。     

LD10CS腐蚀疲劳裂纹扩展速率评价的可靠性模型

腐蚀损伤会加速疲劳载荷下的飞机铝合金结构裂纹的萌生和扩展,威胁结构安全性。针对腐蚀影响下的疲劳裂纹扩展的随机性本质,对预腐蚀LD10CS合金的预腐蚀疲劳试验进行了数据分析,提出了基于可靠性的腐蚀裂纹扩展速率表征方法,与试验结果对比表明,该方法可以给出LD10CS腐蚀疲劳裂纹扩展速率的上下限,进而给出该种材料铝合金构件的疲劳裂纹扩展寿命的上下限,为评估铝合金构件的寿命提供了依据。     

基于有限元LD10CS铝合金电磁搅拌焊接外加磁场的优化设计

针对LD10CS铝合金电磁搅拌焊接过程,采用有限元数值分析方法,对电磁搅拌外加磁场分布进行了研究与分析,讨论了铁心媒质、线圈位置等因素对外加磁场分布及其均匀性的影响,并在充分考虑焊炬结构的同时,根据磁场分布均匀性依据,对电磁搅拌焊接过程励磁线圈进行了工程设计,获得了较好焊接的效果,为电磁搅拌焊接生产提供了良好的指导。     

电磁搅拌合成(Al2O3+Al3Zr)p/Al复合材料的净化机制与性能

在电磁搅拌条件下,通过Al-Zr（CO3）2熔体原位反应法,合成了Al2O3、Al3Zr颗粒增强铝基复合材料,对材料的组织和性能进行了研究。结果表明：由于电磁搅拌能促进铝热反应固液两相的传质和扩散,改善了原位合成动力学条件,采用电磁搅拌合成的复合材料中增强相颗粒在基体中的体积分数和弥散度都较未施加电磁搅拌时有了明显提高,浇注缺陷明显减少,铝基体得到净化;当Zr（CO3）2加入量为20％时,所获复合材料抗拉强度达202．6MPa,较未施加电磁搅拌的强度提高了34．8％。     

外加纵向磁场GTAW焊接熔池流动机理

以外加纵向磁场GTAW (钨极氩弧焊 )焊接LD10CS铝合金过程为研究对象 ,建立外加纵向磁场GTAW焊接熔池流体流动和传热数学模型 ,对固定电弧的外加纵向磁场GTAW焊接熔池流体流动过程进行数值分析 ,研究外加纵向磁场GTAW焊接熔池流体流动和传热行为。     

用铝粉作增粘剂制备泡沫铝

采用熔体发泡法制备了孔结构均匀、孔隙率高的泡沫铝材料,系统研究了铝粉(增粘剂)含量、增粘搅拌时间、保温时间和发泡剂的含量对孔隙率和孔结构的影响。对铝粉在铝熔体中的增粘机理以及在发泡过程中对气泡的稳定作用进行了讨论。结果表明:加入质量分数5％铝粉,搅拌时间7 min,发泡剂TiH2质量分数1．5％,保温5 min的条件下,可以得到孔结构均匀、孔隙率约75％的泡沫铝硅合金材料。     

高强铝合金半固态精密成型技术应用研究

7000 系列高强铝合金已在航空、航天等领域得到广泛应用。但这类高强铝合金因合金元素含量高,存在凝固组织粗大且不均匀、合金元素偏析严重、铸件易开裂等问题,难以直接铸造成型。文中开展了7075 铝合金环缝式强电磁搅拌流变制浆及半固态精密成型技术的应用研究。研究表明,环缝式强电磁搅拌半固态精密成型技术有效提高了7075 铝合金成分均匀性,铸件组织细化,热裂倾向减少明显,合金的成型性能和零件的力学性能大幅提高,可以实现高强铝合金零件的近净成型。     

Effects of electromagnetic stirring and rare earth compounds on the microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al–Si alloys

In this paper, the effects of rare earth addition and electromagnetic stirring on the microstructure and the mechanical properties of hypereutectic Al–Si alloys have been reported. Hypereutectic Al–Si alloy was prepared using liquid metallurgy route and modified with the addition of cerium oxide. To control the structure, slurry of hypereutectic Al–Si alloy was subjected to electromagnetic stirring before pouring into the mould. It was observed that the addition of cerium oxide (0.2 wt.%) refined the primary silicon particles and modified the eutectic silicon particles. Further, the electromagnetic stirring of the hypereutectic Al–Si alloy reduced the average size of primary silicon particles, from 152?±?9 to 120?±?6 μm, and the length of β-intermetallic compounds decreased from 314?±?12 to 234?±?10 μm. Similarly, the application of electromagnetic stirring on cerium oxide-modified hypereutectic Al–Si alloy also reduced the average size of primary silicon particles from 98?±?5 to 76?±?4 μm and the average length of β-intermetallic compounds from 225?±?7 to 203?±?5 μm. Mechanical properties namely tensile strength, ductility and hardness of the alloys were improved with electromagnetic stirring and addition of cerium oxide appreciably.     

铝合金车体的设计

介绍了设计铝合金车体的车体结构形式、挤压型材断面形式、车体材料的确定原则,并介绍了焊缝的设计原则及工艺参数.     

国内外规范中铝合金焊缝形式对强度及疲劳的影响分析

随着铝合金材料逐步用于重大结构件,对其安全性能分析日趋重视,特别是对于焊缝部位的关键设计尤为重要.文中基于国内外主要的铝合金设计规范,对铝合金结构的对接焊缝和角焊缝两种焊缝形式的构造进行比较,并对考虑热影响区软化作用下的焊接材料及铝合金构件强度及疲劳强度进行分析对比,说明不同规范对于铝合金结构焊缝形式设计计算的要点和区...