搅拌摩擦焊接过程控制研究综述

从搅拌摩擦焊接过程参数测控角度出发,综述了焊接区域温度、轴向力等主要过程参数的检测方法、各参数的影响因素分析;重点回顾了搅拌摩擦焊接过程参数的控制研究,主要内容为焊接区域温度的控制、轴向力控制、扭矩控制、压入深度控制、焊缝自动跟踪,当前主要采用PID控制器;由于过程模型的建立较为困难,自适应控制是较为理想的方法,控制律和稳定设计是关键环节。进一步加强焊接机理研究,建立更为完善的过程控制模型,才能进一步实现搅拌摩擦焊接过程的高度自动化、智能化。     

Zn—5Al合金反常的电塑性效应

Ｚｎ－５Ａｌ共晶合金在电场中超塑变形时，表现出反常的电塑性效应，电场对应变速率的影响幅度与电场对表面空洞的影响有关，电场在试样表面产生感应电荷，感应电荷产生表面空洞，从而影响超塑变形过程。     

强电场对摩擦焊接头组织与性能的影响

为提高摩擦焊缝金属的变形能力，采用外加电场考察了摩擦焊缝金属的电塑性效应，利用金属组织观察、显微硬度测试及抗拉试验，定量分析了外加强电场对LY12铝合金摩擦焊缝组织与力学性能的影响，结果表明：外加强电场使焊缝金属组织轴向分布梯度减小，等轴性提高；不同焊接压力时，强电场使焊接接头的动态再结晶区宽度有不同程度的增大；在中等摩擦压力作用下，使近轴心线处的动态再结晶区宽度趋干均匀；此外，外加电场使接头焊合区硬度增加，并使焊接接头的硬度分布趋干均匀；采用强规范施焊时，外加电场提高了焊接接头的抗拉强度。     

搅拌摩擦焊接温度场研究

搅拌摩擦焊接（FSW）传热过程直接决定工件所经历的热循环，进而影响焊接接头的微观组织和力学性能。同时温度场的分析对于预测接头残余应力和变形，以及焊缝区硬度揶具有重要意义。本文在工艺研究的基础上。分析了FSW的产热过程；采用K（EU-2）型热电偶（测量温度范围0～1300℃）配合XMT-101型数显仪，对焊接过程中紫铜板的温度分布与变化进行了测量。初步获得了谊焊接过程的热循环规律。为进一步研究搅拌摩擦焊接温度场奠定了一定的基础。     

焊接参数对搅拌摩擦焊接质量的影响

采用基于固体力学的有限元方法建立了搅拌摩擦焊接过程的三维数值模型,研究了在焊接参数不同的情况下搅拌摩擦焊接过程中力学特征的变化．数值模拟结果和试验结果都表明,等效塑性应变能近似地反映焊接构件焊缝区域材料显微结构的演化,较高的搅拌头转速和较低的焊速有利于提高焊缝的质量．焊接构件特定的等效塑性应变等值线可以较好的对应不同焊接区域的边界．随着搅拌头转速的提高,等效塑性应变随之增大,但搅拌探针与焊接构件交界面上的接触压力随之减小．等效塑性应变随着搅拌头平移速度的增大而减小．     

线性摩擦焊接摩擦振动伺服系统稳定性分析

线性摩擦焊接技术凭借其高效、优质的特点近年来极为受重视.简要地介绍了线性摩擦焊的工作原理及其系统组成,针对焊机的实际使用要求设计了一套液压振动伺服系统.首先根据振动伺服系统的技术参数计算了所需的油源流量、最大加速度、速度等参数;根据计算结果对液压系统中关键动力元件以及振动伺服阀进行了设计和选型;并对摩擦振动系统进行数学...     

搅拌摩擦加工镁合金超塑性最新研究进展

搅拌摩擦加工是制备细晶材料的有效手段,可使镁合金获得超塑性,进而提高镁合金的塑性加工能力,扩大镁合金的应用范围。搅拌摩擦加工制备细晶镁合金的超塑性已经成为国内外的研究热点。在介绍搅拌摩擦加工技术原理的基础上,综述了搅拌摩擦加工镁合金超塑性最新研究进展,介绍了镁合金超塑性变形机理,并提出了研究方向。     

钛合金的超塑性成型与扩散焊接

在超塑性成型／扩散焊接（ＳＰＦ／ＤＢ）联合工艺生产的零部件中，绝大多数是由Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ制造的。这一材料的缺点是使用温度低且ＳＰＢ／ＤＢ温度高。具有较镐工作温度的近α钛合金及含钛－铝金属间化合物（ＴｉＡｌ或Ｔｉ３Ａｌ）的钛合金材料正肥到越来越广泛的重视。β相转变温度对钛合金的使用温度及ＳＰＦ／ＤＢ温度有很大影响。本文以Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ为基础，比较了其它几种新型钛合金的ＳＰＦ／ＤＢ行为。其中包     

地质钻杆摩擦焊接组织和力学性能

探讨了地质钻杆用DZ60钢钻杆管体与40Cr钢钻杆接头的摩擦焊接性，并与采用热墩粗工艺生产的钻杆管体力学性能进行了对比。结果表明，摩擦焊接的地质钻杆具有良好的综合力学性能。     

A Measuring Technique of Dynamic Torque on Continuous-drive Friction Welding

ＡＭｅａｓｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆＤｙｎａｍｉｃＴｏｒｑｕｅｏｎＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄｒｉｖｅＦｒｉｃｔｉｏｎＷｅｌｄｉｎｇＬｉｕＪｉｎｈｅＣｈｅｎＪｉｎｇＬｕｏＪｉａｎＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ...     

搅拌摩擦焊温度场数值模型的研究进展

针对搅拌摩擦焊(FSW)的一个主要研究方向是探讨焊接过程中温度场的演变规律。在研究温度场时,数值模拟方法具有试验方法难以替代的优势。回顾了针对FSW温度场进行数值模拟时涉及到的主要模型、它们的大体思路以及各自的特点,重点论述了其中的产热和传热模型。在产热模型中,讨论了与热输入有关的热源模型、产热量计算模型和接触模型;在传热模型中,分别从热传导、对流换热和热辐射等方面进行了分析。此外,考虑到某些材料属性对温度场模拟结果的影响,文章的最后也对其进行了简要讨论。     

不同摩擦压力下TB2线性摩擦焊过程参量的变化规律研究

目的 深入分析钛合金线性摩擦焊接过程,掌握焊接参数变化时各摩擦阶段过程参量的变化规律及其与接头质量的关系。方法 采用不同摩擦压力进行TB2钛合金线性摩擦焊接试验,基于信号采集获得了焊接过程典型参量的变化曲线。结果 曲线特征分析表明,摩擦压力40 MPa时,在设定时间内未达到稳定摩擦阶段,曲线特征异常,接头明显未焊合。随摩擦压力增大至70和100 MPa,各曲线变化规律与线性摩擦焊接4个典型阶段相吻合,分别得到焊缝宽度不同的无缺陷接头。70 MPa下摩擦剪力过渡平缓,界面塑性金属的产生与挤出较为协调,焊接过程的稳定性及接头质量易于得到控制。结论 通过对比不同参数下焊接过程参量的变化规律,有助于认识不同线性摩擦焊接过程的内在差异,从而判断接头质量并选取合适的焊接参数。     

CLAM 钢搅拌摩擦焊温度场有限元分析

通过Ansys Apdil参数化语言建立三维温度场模型,采用移动热源分步加载的方法,对CLAM钢在搅拌摩擦焊接过程中的温度场进行模拟分析,结果表明,CLAM钢可以进行固态连接;搅拌摩擦过程中热能主要来自轴肩摩擦生热;焊接头四周的高温区域一直呈现出椭圆形,温度呈阶梯状分布。在板厚方向上,从上表面到下表面温度依次降低,呈等腰梯形分布。     

搅拌摩擦焊接技术的研究现状及其展望

搅拌摩擦焊是针对焊接性差的铝、铗合金而开发出的一种新型固相焊接工艺,由英国焊接研究所于1991年开发的专利技术.简要介绍了搅拌摩擦焊的应用现状,综述了近10年来国内外搅拌摩擦焊技术的发展概况和最新进展,比较详尽地总结了焊接接头形成机理、适用母材、接头微观组织、力学性能、焊接设备、焊接工艺及搅拌摩擦焊应用领域.     

纯铝板搅拌摩擦焊温度场数值模拟

建立了搅拌摩擦焊热源模型,利用有限元分析软件ABAQUS模拟了搅拌摩擦焊的温度场,研究了焊接速度、搅拌头轴肩尺寸和垫板材质对搅拌摩擦焊接过程中试板的温度场的影响。结果表明：随着焊接速度的提高,焊件上各点的峰值温度降低,经历高温区的时间减少;轴肩摩擦热是热输入的主要来源,随着搅拌头轴肩尺寸的增加,焊缝中心高温区同一等温线上宽下窄的分布特征越来越明显;垫板材质明显影响焊件底部的温度和分布;适当的焊接参数、搅拌头尺寸及散热条件对获得较好的焊缝质量极为重要。     

摩擦焊接技术在复合增程类壳体加工中的应用

目的某复合增程类壳体毛坯为两端盲孔结构,一直采用传统的冲压工艺方式加工,加工难度大,废品率高,材料利用率低,生产效率低,成为困扰生产的窄口。方法为彻底解决该问题,开展了壳体摩擦焊接工艺研究,即将壳体毛坯战斗部室和发动机室分开加工,再采用摩擦焊接技术进行连接,并进行小批量焊接试制、热处理、机加、理化分析及动态试验考核。结果焊接后的壳体毛坯满足制造与验收规范要求,壳体毛坯材料利用率、良品率、生产效率得到大幅度提高,大大降低了生产成本。结论该壳体采用摩擦焊接工艺方式加工可行。     

惯性摩擦焊接技术及其在航空工业领域的应用

惯性摩擦焊接技术作为先进的固相焊接工艺,以其独特的技术优势在高性能材料、特殊结构的连接上得到了广泛应用,现已成为航空发动机转子部件制造的核心技术。近年来航空发动机向着高性能、轻量化的方向发展,对惯性摩擦焊接技术的运用提出了新的挑战。国内外研究者围绕惯性摩擦焊接开展了大量的工艺及基础理论研究,部分结果已经在新型航空发动机转子部件的制造上成功运用。阐述了国内外惯性摩擦焊接工艺及其基础理论的研究进展,并介绍了该技术在航空领域的实际应用。     

线性摩擦焊接头形成过程及机理

分析了异质钛合金线性摩擦焊接头焊合线近域组织结构,结合飞边形貌及组织特点,探讨了线性摩擦焊接头的形成机理。结果表明,在线性摩擦焊接过程中摩擦界面温度超过钛合金基体材料相变点,焊后摩擦界面两侧均有高温塑性层残留并发生再结晶,焊缝区为完全再结晶组织,TC11侧焊缝区为细小针状组织,TC17侧焊缝区为亚稳态β组织。异质钛合金线性摩擦接头形成机理研究表明,在线性摩擦焊接过程中以及焊后摩擦界面始终存在,界面两侧的高温黏塑性金属没有发生机械混合,界面两侧原子发生了扩散迁移现象,在接头结合界面处形成扩散过渡区。摩擦焊通过扩散与再结晶的共同作用形成焊接接头。