2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头成形及力学性能

为研究不同焊接速度对2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)接头成形和力学性能的影响,在室温下对焊接接头进行冲击实验和拉伸实验,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对断口形貌和成分进行表征分析,采用光学显微镜(OM)对接头横截面进行观察。结果表明,焊接接头呈非对称形,前进侧宽度小于后退侧宽度;焊速为120mm/min时,接头冲击功最高达到18.45J,焊速为140mm/min时抗拉强度最优,为239.68MPa,延伸率为7.56%。随着焊速的增加,焊缝表面起毛倾向减小,出现隧道孔缺陷的倾向增加;接头抗拉强度与塑韧性随焊速的增加而提高,但焊速为140mm/min时,焊核区出现了隧道孔缺陷,造成接头的韧性下降;拉伸断口呈现上部韧性断裂和下部解理断裂,EDS元素分析韧性断裂部分存在第二相粒子Mg_2Si。     

2A12/7075异种铝合金FSW接头耐腐蚀性能

为研究2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头耐晶间腐蚀性能,对异种铝合金2A12/7075进行对接搅拌摩擦焊(FSW),焊接后对接头进行组织观察和晶间腐蚀实验。结果表明,接头焊核区(NZ)发生完全动态再结晶,该区域晶粒平均尺寸约为7.8μm;前进侧热机影响区晶粒大小约为10.5μm,回退侧热机影响区晶粒大小约为12.3μm。前进侧热影响区晶粒长度约610μm,宽度约42.8μm;回退侧热影响区晶粒长度约71.7μm,宽度约21.9μm。焊核区耐晶间腐蚀性能良好,仅达到2级腐蚀,其腐蚀深度为15.6μm;母材部分7075铝合金腐蚀情况严重,已经达到5级腐蚀,其深度最大值为379.7μm;2A12侧母材表现出良好的耐晶间腐蚀性能,达到3级腐蚀,深度为57.6μm。热影响区晶粒都有所长大,前进侧热影响区更为明显。接头前进侧抗晶间腐蚀性能整体不如回退侧,而腐蚀深度仅为15.6μm的焊核区表现出了最优良的耐腐蚀性能。2A12-T4母材耐晶间腐蚀性能好于7075-T6母材。     

7075/2A12异种铝合金FSW接头耐腐蚀性能实验研究

研究目的：研究2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头晶间腐蚀性能。研究方法：采用转速1000 r/min、焊速80 mm/min的参数对5 mm厚2A12/7075异种铝合金进行搅拌摩擦焊,7075铝合金置于前进侧。焊接后对接头取样并进行组织观察和晶间腐蚀实验。结果： 接头焊核区出现洋葱环,该区域为细小均匀分布等轴晶组织,晶粒平均尺寸8.2μm;前进侧热机影响区晶粒大小为10. 1μm,回退侧热机影响区晶粒大小为12.3μm。前进侧热影响区晶粒长度610μm,宽度42.8μm;回退侧热影响区晶粒长度71.7μm,宽度21.9μm。焊核区耐晶间腐蚀性能良好,最大腐蚀深度仅为16.7μm,评为2级腐蚀。2A12母材也表现出良好的耐晶间腐蚀性能,最大腐蚀深度58.3μm;7075母材耐晶间腐蚀性能很差,最大腐蚀深度高达381.0μm。结论：两侧热影响区晶粒都有所长大,前进侧热影响区更为明显。接头前进侧抗晶间腐蚀性能整体不如回退侧,焊核区的耐晶间腐蚀性能最好,最大腐蚀深度仅为16.7μm。2A12-T4母材耐晶间腐蚀性能好于7075-T6母材。     

焊接速度对6082Al/T2Cu异种材料搅拌摩擦焊接头成形及性能的影响

为研究焊接速度对3 mm厚6082Al/T2Cu异种材料搅拌摩擦焊接头成形及性能的影响.对焊接试样进行了不同焊接速度工艺参数的搅拌摩擦焊接实验,并对焊接接头采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计和力学实验机进行了微观组织分析和力学性能测试.结果表明,采用主轴转速1500 r/min、焊接速度100 mm/min...     

焊后时效对异种铝合金搅拌摩擦焊接头的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机、显微硬度仪等表征分析了焊后时效工艺对A356-T6/6061-T6异种铝合金搅拌摩擦焊接头的影响,并讨论其影响机制。结果表明,人工时效有利于提高接头的抗拉强度和屈服强度,但延伸率有所下降。当时效温度为165℃、时效时间5 h时,接头抗拉强度和屈服强度分别达285、240 MPa,约为A356-T6母材的96.6%和90%,比未人工时效接头强度提高35.7%和60%,延伸率下降40%。焊后人工时效对整个接头的硬度都有一定的提高作用,焊缝各区提高幅度不一致,改变了焊缝区的硬度分布格局,导致低硬度区和断口位置由返回侧热影响区向前进侧转移。人工时效能有效降低第二相的面积分数和颗粒尺寸,提高第二相的圆整度。但保温温度过高和时间过长,均可能导致第二相面积分数的提高和粗化。     

6082铝合金搅拌摩擦焊接头性能及腐蚀行为

成功实现3 mm厚6082铝合金搅拌摩擦焊接,探究了不同焊速对其接头力学性能的影响,并对接头的腐蚀性能展开研究。结果表明：焊速从80 mm/min增大到120 mm/min的过程中接头抗拉强度增大较快,在120 mm/min时抗拉强度最大,为200.36 MPa。晶间腐蚀实验表明接头在不同时间内均发生了晶间腐蚀,这是由于晶界处析出的第二相粒子与晶粒内部产生了电位差。随着时间的增加,腐蚀逐渐向晶粒内部扩展,最终发展成腐蚀坑。微区电化学和浸泡腐蚀实验表明热影响区的平均阻抗值最低,耐腐蚀性能最差,而焊核区表现出最佳的耐腐蚀性。     

搅拌头转速对铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织性能影响的研究

在不同搅拌头转速下对3mm厚的6063-T4铝合金进行双轴肩搅拌摩擦焊接.结果表明:当焊接速度为200mm/min时,搅拌头转速在400~700r/min的范围内,均可获得成形美观、无内部缺陷的接头;随着转速的增加,接头搅拌区范围有所降低,晶粒尺寸有所增大,沉淀相粗化更为明显;同时,热机影响区范围有所增加,晶粒变形更为剧烈,与搅拌区组织的差异更为明显;各区域硬度值均有所降低,热影响区范围也有所增大.当转速为400r/min时,接头强度达到最高为173 MPa,接头强度系数为85%,伸长率18.3%.     

T6热处理与焊接顺序对A356铝合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响

研究了A356铝合金在T6热处理后进行搅拌摩擦焊(T6-FSW)和搅拌摩擦焊后进行T6热处理(FSW-T6)2种不同工艺下的接头组织及力学性能。结果表明,T6-FSW接头的焊核区由细小的动态再结晶晶粒构成,但析出相发生溶解或粗化,接头横向拉伸时抗拉强度和延伸率分别为214 MPa和5.3%,平均硬度为76HV_0.5,焊核区抗拉强度和延伸率分别为236 MPa和12.5%,接头冲击韧性为12.10 J;FSW-T6接头的焊核区发生异常晶粒长大,但具有高密度的细小析出相,接头横向拉伸的抗拉强度和延伸率分别为254 MPa和8.5%,平均硬度为96HV_0.5,焊核区抗拉强度和延伸率分别为297 MPa和7.0%,接头冲击韧性为8.23 J。     

搅拌摩擦焊接5083铝合金焊缝缺陷分析

在搅拌转速为250～1400r/min范围内,采用搅拌摩擦焊焊接了5083铝合金壁板,当转速低于700r/min和高于1000r/min时,焊缝均产生不同类型的缺陷.通过肉眼、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及拉伸试验机研究了带缺陷焊缝的摩擦面和横截面形貌、力学性能及断口形貌,从热量输入和材料流动两方面分析了缺陷的成因.结果表明,转速低于700r/min时,焊缝易产生吻接缺陷,其拉伸断口呈现沿"吻接线"的分层断裂形貌;高于1000r/min时,焊缝易形成飞边及隧道缺陷,其拉伸断口呈现包含孔洞缺陷的断裂形貌;带缺陷焊缝的力学性能明显降低.热量不足或过高是形成焊缝缺陷的本质原因.     

冷却方式对铝合金薄板搅拌摩擦焊接头性能的影响

采用搅拌摩擦焊技术分别在自然冷却、气流、水流和水雾冷却环境下对铝合金薄板进行焊接试验,对焊缝接头的外观成形进行比较,同时对焊缝接头进行CT扫描、力学性能以及微观组织分析。结果表明:冷却方式是铝合金薄板搅拌摩擦焊接的一个关键因素,在焊接参数相同时,水雾冷却能够得到外表成形美观、内部无缺陷的焊接接头,焊缝接头平均强度为387.8 MPa,达到母材强度的82.5%。     

异种金属焊接接头微观组织的研究进展

对异种金属焊接接头的焊缝区、熔合区与热影响区的显微组织及元素分布的研究现状进行了综述,指出焊接接头的熔合区易发生失效,对改善异种金属焊接构件的服役组织提供了思路和依据     

5083铝合金搅拌摩擦焊缝的剥落腐蚀性能

采用溶液浸泡法研究了5083铝合金及其搅拌摩擦焊焊缝的剥落腐蚀性能.借助光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及电化学工作站分析了焊缝和母材的微观组织、剥落腐蚀形貌、极化曲线及电化学阻抗谱.结果表明,浸泡腐蚀后焊缝出现轻微点蚀,而母材点蚀严重并显现局部起皮剥落,腐蚀裂纹沿晶开裂;腐蚀评级和电化学阻抗谱均可说明焊缝的耐剥落腐蚀性能好于母材,同时极化曲线也说明焊缝的腐蚀敏感性低于母材.带状晶粒等轴化,棒状的第二相细化及分布均匀化,位错密度的减小是焊缝耐剥落腐蚀性能强于母材的主要原因.     

工艺参数对铝/钢旋转摩擦焊接头组织的影响

随着技术的发展和不同材料生产设备的需求,近年来以摩擦焊方法制造铝/钢复合结构已成为研究热点,而关于工艺参数对接头组织和界面断裂形式的影响需进一步研究。通过采用连续驱动摩擦焊实现不同工艺规范下1060工业纯铝与Q235低碳钢的焊接,利用SEM、EDS及XRD等手段测试分析了焊接界面金属间化合物层的形态特征及组成,并对拉伸断口形貌进行观察。结果表明,不同工艺参数下摩擦界面生成的金属间化合物层厚度相差很大,主要集中在(1/2~2/3)R区间,中心区域最小,其厚度随着摩擦时间的增大而增加,随着顶锻压力的增大而减小。同时由于界面金属间化合物的差异,使得界面不同位置拉伸断口呈现不一样的形貌,以准解理断裂和塑性断裂的综合断裂方式为主。     

超轻双相LZ91镁锂合金搅拌摩擦搭接焊接技术研究

以2mm厚双相LZ91镁锂合金为研究对象,通过FSW技术对其进行搭接焊接,重点研究了焊接速度的变化对焊缝成形、接头中原始搭接界面迁移以及接头性能的影响。结果表明,采用普通的锥形搅拌针工具,在工具转速为2 000r/min和轴肩下压量0.2mm下,当焊接速度为800和1 200mm/min时,均可以实现LZ91合金的搅拌摩擦搭接焊接(FSLW)。但是,当焊接速度过大(1 600mm/min)时,会在接头内部出现由于热输入不足而形成的隧道缺陷。对接头的微观组织分析发现,FSLW接头中的搅拌区由细小的等轴晶构成,前进侧(AS)中热机影响区(TMAZ)/热影响区(HAZ)中的白色α-Mg相晶粒尺寸略大于后退侧(RS);而灰色的β-Li相晶粒尺寸明显小于RS,且随着焊接速度的增加,热输入变小,搅拌区中晶粒细化的现象更加明显。此外,LZ91合金FSLW接头中存在轻微的界面迁移现象。RS中冷搭接缺陷由原始搭接界面一直延伸至搅拌区中,呈现先向上再向下变化的趋势;AS中的钩状缺陷迁移程度较轻,并且呈现轻微向下弯曲的特征,而且随着焊接速度的增加,界面迁移的程度也发生轻微的加重。另外,通过宽度为12mm的FSLW接头的性能测试表明,在本实验条件下,将冷搭接作为受力侧的接头性能(小于1.9kN)要低于将钩状缺陷作为受力侧的接头(高于2.1kN),冷搭接缺陷对接头性能的不利影响要比钩状缺陷的影响更为恶劣。     

镁锰锶合金力学性能的研究

研究了Sr对镁锰铅合金力学性能的影响.拉伸实验结果表明,元素Sr能细化合金中晶粒,提高镁锰铅合金的抗拉强度及伸长率,但同时也会降低合金的弹性模量.