活塞杆摩擦焊接头热处理工艺研究

对活塞杆摩擦焊接头热处理工艺进行了设计和实验验证,并结合热处理后接头的显微组织观察、拉伸性能测试、拉伸断口分析等,分析了热处理(调质处理)工艺参数对焊接质量的影响,确定了焊件热处理的最佳工艺参数是:870℃加热,零保温淬火,520℃×140 min回火.     

Cu-Cr-Zr合金连续驱动摩擦焊接头热力演变

采用热电偶—蓝牙技术测量了Cu-Cr-Zr合金连续驱动摩擦焊接头特征点的温度,并研究接头温度与组织演变的关系. 结果表明,各特征点温度均存在一定程度的滞后现象;沿工件径向, 2/3R区温度最高;沿工件轴向,摩擦界面处温度最高;旋转工件的温度略低于移动工件. 在热力耦合作用下,接头焊合区形成细小的等轴晶粒,热力影响区晶粒被不同程度拉长,呈塑性流线.从轴心到外径动态再结晶区的宽度增加,晶粒粗化,而与其相邻的热力影响区径向塑性流动的趋势减小. 此外,与旋转端相比,移动端接头具有较高的峰值温度和再结晶峰值宽度,所对应的焊合区晶粒也较为粗大.     

液压缸连续驱动摩擦焊接的温度场模拟与试验分析

根据连续驱动摩擦焊的简化模型,推导了焊接过程的热输入数学模型;并通过热过程分析,建立了液压缸连续驱动摩擦焊接三维热分析有限元计算模型;利用有限元软件ANSYS计算获得了液压缸连续驱动摩擦焊接头温度场的分布特征。利用红外测温仪对液压缸连续驱动摩擦焊接接头温度场进行了现场测量,测量结果和数值模拟结果基本一致。     

基于APDL的连续驱动摩擦焊温度场数值模拟系统的设计

运用ANSYS参数化设计语言(APDL)开发了连续驱动摩擦焊温度场数值模拟的专用程序,通过人机交互界面实现了参数的快速输入和调整,自动生成模型并完成连续驱动摩擦焊温度场的分析.实现了有限元建模和分析的参数化,省去了大量重复的过程和繁琐的操作,极大的提高了分析效率.     

铝-铜连续驱动摩擦焊接接头的组织与性能

采用C320型连续驱动摩擦焊机,在主轴转速500 r/min,摩擦时间7 s,顶锻保压时间6 s条件下,实现了Ф25 mm铜棒材和Ф28 mm铝棒材的连续驱动摩擦焊接,得到了铝-铜双金属试样。用光学显微镜、显微硬度计、电子万能实验机和电导仪等研究了铝-铜连续驱动摩擦焊接接头的组织与性能。结果表明,焊接结合面连接良好,无焊接缺陷;焊缝区的拉伸、压缩和弯曲变形性能好,焊接接头的显微硬度和结合强度高,导电性能良好。     

连续驱动摩擦焊工艺专家系统的设计

介绍了焊接专家系统的总体构成,并根据连续驱动摩擦焊接工艺设计的要求采用Access 2007建立了系统的数据库,用来存储专家经验和专业领域知识,采用VB 6.0作为开发工具编制了系统推理机,使用户在输入母材材料相关参数后,专家系统能够给出一个合理的焊接工艺参数建议,最后通过试验验证了专家系统的可行性。     

连续驱动摩擦焊制备钛合金管件

采用连续驱动摩擦焊制备了Ti6246钛合金、TA2纯钛管材及TC4钛合金盲孔管,分析了焊接工艺参数对飞边形貌的影响,着重分析了焊接接头在热处理条件下的组织特征与力学性能。研究结果表明,在该研究试验的焊接工艺参数范围内,焊接工艺参数对焊接接头的性能影响很小;Ti6246管材及TA2管材的摩擦焊系数可达0.99;,摩擦焊可以破碎焊合区组织,焊合区组织明显比母材细小;摩擦焊后TC4盲孔管焊合区的组织类型发生改变,从魏氏体组织变为网篮组织,抗拉强度降低60 MPa,但焊接系数仍可达0.94,塑性和韧性优于母材。     

TC4/T2连续驱动摩擦焊工艺及接头组织与性能

采用连续驱动摩擦焊实现了TC4/T2异种金属之间的焊接. 结果表明,热物理性能差异显著的TC4和T2异种金属之间连续驱动摩擦焊,宜采用强规范工艺条件,即采用较大的焊接压力,较短的焊接时间;TC4/T2连续驱动摩擦焊头形成非对称飞边,摩擦压力过小,焊接热输入不足,难以形成规则的飞边形态;采用较短的I级摩擦焊接时间,可以形成紧密的TC4/T2冶金结合界面,并形成一定程度的机械咬合. TC4/T2连续驱动摩擦焊最佳工艺参数为:Ⅰ级加压、Ⅱ级加压和顶锻压力在试样表面产生的压强分别为1.4,1.8和2.1 MPa,Ⅰ级摩擦焊接时间为5 s. 采用最佳焊接工艺参数,TC4/T2连续驱动摩擦焊接头抗拉强度达到母材T2的96.7%.     

连续驱动摩擦焊接过程的三维与二维数值模拟对比分析

建立了连续驱动摩擦焊接过程的三维和二维刚塑性热力耦合模型.在三维模型中考虑了摩擦面上环向摩擦力对摩擦焊接过程的影响.计算了GH4169合金棒材连续驱动摩擦焊接过程的温度场、应力场及变形场.将三维模型计算结果和二维轴对称模型的计算结果及试验结果进行综合对比分析.研究发现,三维模型和二维轴对称模型的温度场计算结果相差不大,并且都和试验结果吻合得很好;但与二维轴对称模型相比,三维模型由于考虑了环向摩擦力,其等效应力计算值更大,也更合理,其飞边形状和轴向缩短量的计算结果更接近试验结果.三维模型能更好地模拟摩擦焊接过程.     

K418/42CrMo异金属连续驱动摩擦焊研究

采用连续驱动摩擦焊对K418/42CrMo异金属进行了焊接工艺试验,对焊接接头抗拉强度、断口形貌、金相组织、显微硬度等进行分析.结果表明:焊接接头质量良好,抗拉强度达到700MPa以上,焊缝区域有碳元素从42CrMo侧向K418侧转移扩散现象.     

摩擦焊钻杆焊热淬火正交试验研究

进行了在摩擦焊局部高温形变条件下,利用焊接余热直接淬火并辅以高温回火的摩擦焊焊热淬火实验研究.正交试验结果表明,摩擦焊后机上淬火不影响材料的可焊性;焊接规范由弱变强,则韧性降低;冷却规范由弱变强(即冷却曲线变陡,冷却速度加快)则韧性提高.     

机车东风8型柴油机挺杆套管的摩擦焊工艺

铁路机车的柴油机配件挺杆套管一向是手工电弧焊焊接的,焊接质量没有保证.通过调查和分析,确定采用摩擦焊方法,计算机闭环控制,自动完成焊接,简化了生产工艺过程,提高了产品质量和生产效率.     

玻璃棒材料摩擦焊接的热力学优化及数学模型研究

基于库伦摩擦和粘性耗散热源理论,利用非线性热传导模型研究了Ti_(40)Zr_(25)Ni_3Cu_(12)Be_(20)玻璃棒的旋转摩擦焊接。识别出了焊接表面的热力学区,同时根据旋转雷诺数和傅里叶数确定了大块金属玻璃最佳焊接窗口。通过选择合适的傅里叶数和旋转雷诺数,可以有效地控制焊接表面的结晶。     

Optimizing Friction Stir Welding via Statistical Design of Tool Geometry and Process Parameters

This article considers optimization procedures for friction stir welding (FSW) in 5083-H321 aluminum alloy, via control of weld process parameters and tool design modifications. It demonstrates the potential utility of the ??force footprint?? (FF) diagram in providing a real-time graphical user interface (GUI) for process optimization of FSW. Multiple force, torque, and temperature responses were recorded during FS welding using 24 different tool pin geometries, and these data were statistically analyzed to determine the relative influence of a number of combinations of important process and tool geometry parameters on tensile strength. Desirability profile charts are presented, which show the influence of seven key combinations of weld process variables on tensile strength. The model developed in this study allows the weld tensile strength to be predicted for other combinations of tool geometry and process parameters to fall within an average error of 13%. General guidelines for tool profile selection and the likelihood of influencing weld tensile strength are also provided.     

长行程液压缸活塞杆设计新方法

提出了长行程液压缸设计的一种新方法,即用转移力点的方法来改善活塞杆的受力状况,从而提高液压缸的使用寿命.阐述了该方法的理论依据和具体实施过程.     

弧焊机器人焊接工艺参数设计系统研究

设计了基于BP神经网络的弧焊机器人焊接工艺参数设计系统,该系统可以由表征焊接形状的焊缝几何尺寸值映射出具体的焊接工艺参数.通过正交设计法采集样本数据,建立了对应的神经网络模型.利用已建立的网络模型,设计了焊接工艺参数.通过焊接实验,分析了焊缝几何参数理论值和焊接实测值的误差,结果表明所设计的网络具有一定的工艺参数设计能力,几何参数误差在允许范围内,焊缝成形效果良好.     

线性摩擦焊设备液压伺服系统的设计

液压式线性摩擦焊是将电液伺服控制技术运用到线性摩擦焊接领域的一种先进制造技术.分析线性摩擦焊设备的工作原理,针对系统工作状况设计了一套液压伺服系统,采用一个小流量的伺服阀在振动过程中实现实时位置闭环控制,振动停止后将振动缸位置精确定位是该系统的设计特点.同时针对液压系统中关键元件振动伺服阀进行了大量的设计计算、对比及仿真实验,从而选出适合该系统的伺服阀.该液压系统的设计为线性摩擦焊设备的研制提供了参考.