铝/钢异种金属旋转摩擦焊接研究现状

根据铝/钢异种金属焊接冶金特点及旋转摩擦焊接工艺特点,分析认为旋转摩擦焊最适合铝/钢异种金属轴对称件焊接的工艺。分别介绍了连续驱动摩擦焊和惯性摩擦焊接工艺对铝/钢异种金属焊接接头的组织和性能的影响。总结了铝/钢异种金属摩擦焊接技术研发中亟待解决的主要科学问题,铝/钢旋转摩擦焊过程中摩擦界面及其附近剧烈的塑性流变对IMCs生成的影响规律和机制需要进一步的研究;需要开发相应的工艺措施促进铝/钢接头界面上形成以Fe-Al IMCs为标志的冶金结合,并使IMCs层厚度均匀化。最终指明,研究揭示铝/钢摩擦界面IMCs生成机理、相的组成、形态、分布等冶金行为,对铝/钢旋转摩擦焊接头的组织性能调控具有重要意义,也是铝/钢异种金属焊接结构性能保证的理论基础。     

铝/钢异质金属搅拌摩擦焊研究进展

由于铝、钢的热物理性能差异较大,且铁在铝中的固溶度极低,铝/钢异质金属焊接已成为该领域研究的难点与热点。搅拌摩擦焊具有热输入低、热循环时间短等优点,能够有效控制铝/钢接头中金属间化合物的生长,从而获得高质量的焊接接头。文中综述了铝/钢异质金属搅拌摩擦焊国内外研究现状,涉及搅拌头材料选择与结构设计。此外,分析了对接、搭接与点焊三种形式接头的组织与性能,并探讨了铝/钢搅拌摩擦焊技术的未来研究方向。     

旋转速度对铝/钢填丝搅拌摩擦焊接头性能的影响

铝与钢复合结构是实现载具轻量化的有效途径之一,为了指导铝与钢搅拌摩擦焊接技术的工业应用,必须开展铝与钢异种材料的搅拌摩擦焊接工艺试验。采用填丝搅拌摩擦焊对2.8 mm厚的Q235冷轧钢和2.9 mm厚的5A06铝合金异种金属进行对接焊,分析接头的宏观形貌、微观结构、组织成分、微观硬度和断口形貌。结果表明:C形界面的内凹深度、界面IMC层厚度随旋转速度的增加而增加;大量Al3Ni颗粒呈弥散分布于焊缝中;在旋转速度为420 r/min时,界面IMC层为厚度1.3μm的FeAl相,接头主要断裂于焊核区,断裂模式为韧性断裂,平均抗拉强度为240.3 MPa,正弯角度为19.3°、背弯角度为13.4°;接头显微硬度呈不对称分布,表现出阶跃特征。     

2195铝锂合金焊接技术研究进展

文中阐述了2195铝锂合金在焊接过程中存在的接头软化、易产生气孔和裂纹三类问题,综述了2195铝锂合金在TIG焊、MIG焊、搅拌摩擦焊、激光焊及电子束焊中的研究现状,尤其是介绍了焊接工艺对焊接接头微观组织与力学性能的影响,并对2195铝锂合金焊接技术研究未来的发展趋势进行了展望。     

异种金属和镀层金属的焊接

20084245Cu/Al异种金属连接的研究现状/夏春智…//焊接.-2008(1):17~20异种金属接头由于具有优良的性能,因而在许多领域得到广泛的应用,也使得异种金属连接成为当今研究的热点,但铜铝焊接时脆性相的生成,使得铜铝接头的性能很难保证。概述了近年来国内外铜铝异种金属焊接技术的研究现状,针对钎焊和摩擦焊技术做了重点介绍,分析了当前铜铝连接存在的主要困难,对于推动Cu/Al异种金属接头的研究及应用具有重要意义。参2720084246硬质合金与钢异种金属焊接的研究进展/朱警雷…//焊接.-2008(2):15~19在简述硬质合金与钢的传统焊接方法及不足之处的基础上,重点综述了新型焊接技术在硬质合金与钢的焊接中的最新研究进展,如扩散焊、真空钎焊、TIG焊、激光焊、摩擦焊等。通过详细分析和总结不同新型焊接技术在硬质合金与钢的焊接中存在的问题,为研究人员在今后硬质合金与钢的焊接技术的发展和研究中提供一些参考和借鉴,并提出了复合焊接技术在硬质合金与钢的焊接方法中运用的可能性。图1表1参3520084247铝合金与不锈钢接触反应钎焊接头微观组织分析/赵祖林…//热加工工艺.-2008,37(3):80~81,8...     

Q235钢摩擦叠焊单元成形焊接接头金相组织分析

针对Q235钢开展了摩擦叠焊单元成形焊接试验并对在主轴转速5 000 r/min,塞棒进给速度0.3 mm/s条件下的焊接接头的显微组织和显微组织硬度进行了测试,分析了摩擦叠焊单元成形焊接接头中不同位置的金相组织结构与摩擦焊接过程中温度和压力之间的关系,以及接头中不同位置处显微组织硬度存在差异的原因 该研究对Q235钢摩擦叠焊焊接工艺参数的研究及提高焊接接头的质量具有一定的指导意义.     

搅拌摩擦焊工艺参数对铸态A356铝合金抗拉强度的影响(英文)

A356是一种高强度铝硅铸造态合金,广泛用于食品、化工、船舶、电器和汽车行业。熔焊这种铸造合金时存在许多问题,如孔隙、微裂隙、热裂等。然而,用搅拌摩擦焊(FSW)来焊接这种铸造态合金可以避免上述缺陷发生。研究了搅拌摩擦焊工艺参数对铸造态A356铝合金抗拉强度的影响;对旋转速度、焊接速度和轴向力等工艺参数进行优化;从宏观和微观组织分析角度对焊接区的质量进行分析;对焊接接头的抗拉强度进行了测定,并对抗拉强度与焊缝区硬度和显微组织的相关性进行了研究。在旋转速度1000r/min、焊接速度75mm/min和轴向力5kN的条件下得到的焊接接头具有最高的抗拉强度。     

异种金属和镀层金属的焊接

搅拌摩擦焊是一种新型的同相连接方法。在铝-铜等异种材料连接方面具有潜在的应用前景。从焊接工艺、接头性能与微观组织等方面,介绍了铝-铜搅拌摩擦焊的研究进展,为进行相关技术研究提供了参考依据。分析表明。铝一铜搅拌摩擦焊的工艺参数范围较窄,接头力学性能有待提高;     

大截面钢/铝摩擦焊接头力学性能及显微组织分析

针对大截面铸态纯铝与Q235钢异种金属.采用连续驱动摩擦焊技术进行焊接试验,通过光学显微镜观察、电子探针分析、常温和高温拉伸性能及硬度测试,探讨了其焊接接头的微观组织和力学性能.研究表明,大截面铸态纯铝与Q235钢间具有良好的摩擦焊接性,焊接接头强度等于或高于铝基材;高温条件下,试样均断于铝端母材,抗拉强度随着温度的升高呈现出明显的下降趋势,而伸长率随温度升高而增大;焊接接头在近缝区发生了晶粒细化,在粘塑性层内发生了一定程度的原子扩散,形成扩散层.     

钛合金/纯铝异种金属摩擦焊接工艺

进行了TC4钛合金与L5纯铝异种金属的摩擦焊接工艺及其焊后回火热处理工艺研究,利用光学金相分析、扫描电镜EDX线扫描、拉伸性能及硬度的测试,探讨了TC4钛合金与L5纯铝异种焊接接头焊合区的微观组织及其力学性能.研究表明,T℃4钛合金与L5纯铝间具有良好的摩擦焊接性,焊合区无金属间化合物相生成,焊接接头强度等于或高于铝基材.经焊后回火热处理,摩擦焊接头两侧主要合金元素的扩散区宽度增大,焊合区钛合金侧的硬度值因时效作用而有所提高.     

铝/钢异质金属搅拌摩擦焊技术研究进展

铝/钢异质金属复合结构具有轻质节能、降低成本、可以满足不同的工作条件等特点,在航空航天、船舶制造等领域的应用日益受到重视。由于铝和钢的物理化学性质存在巨大差异,铝和钢的连接成为焊接领域的难点问题。搅拌摩擦焊作为一种固相连接方法,具有热输入低、高温停留时间短、焊接变形小等特点,对克服铝/钢异质金属性能差异带来的焊接困难具有优势,已成为铝/钢异质金属焊接的研究热点。综述了铝/钢异质金属搅拌摩擦焊国内外研究现状,主要涉及搅拌头材料选择与结构设计、焊缝成形、焊接工艺窗口、力学性能、接头冶金结合、连接机制以及外源辅助搅拌摩擦焊新技术,可以为铝/钢异质金属结构的轻量化设计提供新思路,最后对其发展趋势进行了展望。     

铝合金搅拌摩擦焊的研究现状与展望

在介绍搅拌摩擦焊技术的基本原理及影响因素的基础上,综述了铝合金搅拌摩擦焊在接头金属塑性流动、显微组织以及性能等方面的国内外研究现状.研究现状表明,搅拌头形状和工艺参数对接头组织和性能具有重要影响,在合适的工艺参数下可获得综合性能良好的铝合金搅拌摩擦焊接头,并取得了一定规模的应用.此外,指出了搅拌摩擦焊技术的不足和接头性...     

2219铝合金与不锈钢惯性摩擦焊接接头组织与力学性能

异种金属的连接可实现节能、经济及减重的目标,成为航空航天、造船、铁路运输等领域的研究热点之一;而铝合金与不锈钢物理化学性能差异明显,成为异种金属中最难实现的连接接头之一。采用惯性摩擦焊接技术进行2219铝合金与不锈钢回转体的连接,分析不同焊接工艺参数下铝钢惯性摩擦焊接接头的显微组织与力学性能。结果表明,惯性摩擦焊接使铝钢接头铝合金一侧形成了细晶区和拉长晶区;EDS结果显示焊接界面处发生了Fe、Al等元素扩散。硬度测试结果表明,在连接界面处-0.6~+0.15 mm范围内硬度值发生了明显的阶跃变化,该区域为受焊接热及变形作用的主要区域,硬度值高于母材。合理焊接工艺下获得的2219铝合金与不锈钢接头拉伸强度为235~300 MPa。铝钢惯性摩擦焊接断口以脆性断裂为主。     

抽油杆用非调质钢摩擦焊的组织与力学性能

以材料型超高强度抽油杆用钢FG - 2 0为研究对象 ,进行了摩擦焊工艺参数与接头力学性能关系的研究和探讨。以便为采用摩擦焊工艺生产制造超高强度抽油杆提供理论依据和实用工艺参数。试验采用正交试验结合相关力学性能评定和组织分析 ,确定了摩擦焊主要工艺参数的适用范围和优化方向。结果表明 ,由于FG - 2 0钢强度高 ,与其它钢材比较 ,应采用较小的摩擦工进速度和较大的顶锻压力 ;另外 ,对于FG -2 0钢 ,由于摩擦焊过程中 ,热影响区组织性能发生变化 ,因此采用焊后局部回火处理用以改善接头力学性能是非常必要的。     

铝合金与高强钢摩擦塞铆焊接头连接性能

为了解决铝合金与高强钢材料之间连接困难的问题,保证铝合金与高强钢之间的连接质量,采用摩擦塞铆焊工艺实现了6061-T6铝合金和DP1470高强钢的连接,并通过对接头宏观形貌和微观组织特征的观察、接头力学性能的测试以及接头失效形式的对比,研究了摩擦塞铆焊所获接头连接性能的变化规律. 结果表明,转速是影响焊接质量的重要因素. 在焊接试验过程中,转速控制范围为5000 ~ 8000 r/min,接头的抗拉强度随转速的增加先升高后降低,当转速达到7000 r/min时,接头所承受的剪切载荷最大,可以达到6.3 kN,此时得到的接头表面平整,无明显孔洞、裂纹等缺陷. 铝合金板材在接头处发生断裂失效时,接头所能承受载荷相对较大,焊接质量较高. 因此,铝合金和高强钢能够通过摩擦塞铆焊工艺实现高质量连接.     

附加超声对6061-T6铝合金/Q235钢搅拌摩擦焊搭接工艺优化

采用超声振动强化搅拌摩擦焊接工艺实现了6061-T6铝合金和Q235钢异种金属的有效连接,考察了超声能量对焊缝成形、接头组织、力学性能以及焊接载荷的影响.结果表明,施加超声能量可以显著改善焊缝表面成形,增加铝/钢界面区和焊核区的宽度.超声振动细化了焊核区和热力影响区的晶粒组织,改变了搭接接头的断裂机制和断裂位置,提高了...     

Mechanical properties of friction stir welded armor grade Al–Zn–Mg alloy joints

The influence of different welding speeds and rotary speeds on the formation and mechanical properties of friction stir weld joints of armor grade aluminum alloy was presented. The developed weld joints were characterized by bend tests, micro-hardness tests, tensile tests, optical and scanning electron microscopies. Mechanical properties (i.e., micro-hardness, ultimate tensile strength and elongation to fracture) increased with the increase in rotary speed or decrease in welding speed. The effect of welding speed on micro-hardness of heat affected zones was more profound than the rotary speeds. The welding speeds and rotary speeds influenced the mechanical properties and their effects on various mechanical properties of the friction stir welded joints can be predicted with the help of regression models.     

Brazing zirconium alloys with an amorphous rapidly quenched strip brazing alloy

Application of aluminum alloy, which is a typical lightweight material, has been expected to achieve energy saving and prevention of pollution in many kinds of transportation vehicles. While the structure made of whole aluminum alloy, however, is lightweight, it still has problems, such as low mechanical strength and high cost. Hence, a hybrid or joining structure made of aluminum alloy and steel seems to be reasonable because of its light weight and higher strength.

To make a hybrid structure for transportation vehicles, we examined welding by friction stirring between aluminum alloy and low-carbon steel, which could be welded without melted weld materials. As a result, welding between aluminum alloy and low-carbon steel that had a thin intermetallic compound at the weld interface was obtained.

In recent automobile manufacturing, zinc-coated steel has been used for structural parts in general. On welding between zinc-coated steel and other materials such as aluminum alloy, existence of a Zn layer between aluminum and steel has to be taken into account to get a high-quality joint between the materials.

In this study, spot joining between aluminum alloy and several kinds of zinc-coated steels by friction stirring was carried out, and the effect of the coated layer both on the weld strength and weld interface microstructure was investigated. As a result, the joint between aluminum alloy and zinc-coated steel was stronger than that between aluminum alloy and non-coated steel, when the coated layer was removed at the weld interface by plastic flow of aluminum alloy.     

LF6防锈铝与HR-2抗氢不锈钢摩擦焊接

通过试验研究了铝合金系列含镁量最高的LF6防锈铝与HR-2抗氢不锈钢异种材料摩擦焊接头的组织与性能,探讨了其摩擦焊接性。经焊前对焊接界面的特殊处理,清除了LF6与HR-2待焊接表面上的氧化膜,并采用以纯铝为介质的三元摩擦焊接工艺方法,避免或减少焊接界面上金属间化合物的生成,所焊接制品的抗拉强度可以达到或超过LF6防锈铝母材所要求的供货状态σb≥270MPa的技术要求。