外加能量辅助搅拌摩擦焊的最新研究进展

外加能量辅助搅拌摩擦焊是一种在传统搅拌摩擦焊工艺的基础上加装辅助能量装置以克服传统搅拌摩擦焊技术一些固有缺点的一种新型焊接方法。综述了由激光、电流、电弧、感应加热组成的热能辅助搅拌摩擦焊和由超声振动提供的机械能辅助搅拌摩擦焊的国内外最新研究进展,介绍了上述几种辅助能量搅拌摩擦焊技术的基本原理,并针对各辅助能量搅拌摩擦焊技术优势和不足进行了分析评述,对该领域的未来发展进行了展望。     

实现装配焊接的双主轴摩擦焊机的研究

根据微型汽车传动轴轴管叉焊接总成的相位精度和长度精度要求,结合摩擦焊工艺特征,研究设计了一种双主轴相位摩擦焊机。该焊机可同时完成两道焊缝,实现了轴管叉焊接总成的装配焊接。通过小批量焊接试验和对焊件的综合考核,验证了所设计制造的双主轴相位摩擦焊机在实现轴管叉焊接总成装配焊接的精度和稳定性,既降低了成本又提高了效率。     

铝合金搅拌摩擦增材制造工艺参数对成型效果的影响

针对2A12-T4铝合金的搅拌摩擦增材制造进行工艺试验研究,单次增材厚度3 mm。探究搅拌头转速、行进速度、增材方向和增材间距等工艺参数对界面迁移量、有效焊核尺寸和有效增材宽度等增材成型效果的影响。结果表明,界面迁移量会随着搅拌头转速的提升呈增加趋势,随着行进速度的提升呈先减小后增加的趋势。有效焊核尺寸随行进速度增加而减小。逆向增材相对于同向增材更有效地控制界面迁移量的变化,获得更大的增材宽度。增材间距过大时,在增材区域中心形成较大的未结合缺陷,未结合缺陷会随着增材间距的减小而减小。     

6061铝合金接头成形质量及性能与搅拌摩擦焊工艺参数关系的研究

针对3 mm厚6061铝合金板,进行搅拌摩擦焊工艺参数对接头成形质量与性能的方向研究。轴肩下压量主要影响接头成形,搅拌头转速和焊接速度主要影响接头质量,通过改变上述一次参数,观察并分析接头成形和抗拉强度的变化情况。结果表明,当轴肩下压量为0.2 mm时,焊缝表面成形好、缺陷少且抗拉强度高;搅拌头转速较高或焊接速度较低时,焊缝表面成形好、强度高且鱼鳞状纹路稳定、明显;当搅拌头转数为950 r/min、焊接速度为37.5 mm/min时,焊接接头成形好、抗拉强度最大,并且只有在搅拌头转速与焊接速度相匹配的条件下,才能获得高抗拉强度的焊接接头。     

铝合金搅拌摩擦焊接头的组织缺陷与工艺参数关系的研究

通过改变搅拌头下压量、转速、焊接速度对3 mm厚6061铝合金板进行了搅拌摩擦焊试验,对接头的组织和力学性能进行了检测分析。结果表明,较小的下压量会造成未焊透缺陷和弱结合缺陷。焊接热输入过高时,材料的流动性过高,采用无螺纹的搅拌针无法正常挤压推动其填充空腔,形成孔洞缺陷;焊接热输入过低时,也会造成孔洞缺陷。要合理匹配搅拌头转速和焊接速度,焊接速度低时,转速也应较低,反之,焊接速度高时,必须相应提高转速,才能有效抑制孔洞缺陷。     

搅拌头转速对AZ31镁合金厚板搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

选用9.8 mm厚AZ31镁合金进行搅拌摩擦焊对接试验,探究搅拌头转速对焊接接头力学性能和表面成型的影响。结果表明,接头的力学性能随搅拌头转速的增加呈先增大后减小的趋势。过低的搅拌头转速会造成热输入不足,产生隧道缺陷,降低接头力学性能;搅拌头转速过高会造成热输入过大,也会降低接头的力学性能。当选择转速800r/min,焊接速度180 mm/min时,接头力学性能最好,拉伸断口呈韧性断裂,无缺陷。