热输入对7075铝合金搅拌摩擦焊接头质量的影响

对厚度6.35 mm的7075铝合金板材进行搅拌摩擦焊接,研究了焊接过程中的热输入对搅拌摩擦焊接头的表面形貌、微观组织以及焊缝孔洞型缺陷的影响。试验结果表明,当焊接热输入较小时,接头外观成型良好,无飞边的产生,而当热输入较大时,接头表面成型较差,会在接头表面细密的鱼鳞纹上产生粗糙的毛刺;接头焊核区晶粒的尺寸与焊接热输入大小有一定的比例关系,当焊接热输入越大时,晶粒直径越大;焊接热输入对焊缝孔洞型缺陷也有一定的影响。当焊接热输入不足时,可能会导致接头产生孔洞型缺陷。     

5083铝合金搅拌摩擦焊接头微弧氧化表面防护

采用微弧氧化技术在5083铝合金搅拌摩擦焊接头表面制备一层均匀的陶瓷膜。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和显微硬度测试分析了微弧氧化膜的形貌、相组成和显微硬度,并采用浸泡方法研究了微弧氧化膜对焊接接头耐腐蚀性能的影响。结果表明,接头表面微弧氧化膜均匀致密,铝合金焊缝区的显微硬度低于母相区,但微弧氧化膜的硬度比铝合金基体提高一个数量级,并且不同区域对应的微弧氧化膜硬度相同。在0.2 mol/L NaHSO3＋0.6 mol/L NaCl溶液中浸泡3天后,未氧化处理的焊接样品表面出现孔蚀,而微弧氧化处理的样品表面没有观察到腐蚀迹象。     

搅拌摩擦焊工艺参数对2519厚板焊接性能的影响

采用搅拌摩擦焊方法对10mm厚的2519高强铝厚板进行了焊接，研究了该铝合金厚板的搅拌摩擦焊工艺参数对其焊接性能的影响。结果表明：在一定范围内，随着转速或焊速的增加，焊缝强度都呈现出先增加后减小的特征，在转速为2000r／min、焊速为150mm／min时，可获得较好的焊接接头，其抗拉强度达到最大值298MPa。焊逢的薄弱环节出现在热影响区与热机影响区的过渡区。     

5083铝合金搅拌摩擦焊接头的微观组织与力学性能

通过金相分析、拉伸及断口形貌观察等方法研究8 mm厚5083铝合金搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能.金相观察结果表明:焊核区由细小的等轴晶组织构成;热机影响区受机械和热的双重作用组织发生了较大程度的变形;热影响区仅受热循环的作用,与母材组织相似,但组织稍微有粗化现象.力学试验表明:焊接速度为160 mm/min时,接...     

焊接工艺参数对铝和铜异种搅拌摩擦焊接头腐蚀性能的影响(英文)

报道了焊接工艺参数对铝(AA5754)和铜(C11000)异种搅拌摩擦焊接头腐蚀性能的影响。研究了在旋转速度600~1200 r/min、进料速度50~300 mm/min下焊接头的显微组织和腐蚀性能。结果表明,在接头界面区域存在铝和铜的金属间化合物层;焊接头的耐蚀性随着旋转速度的加快而增强;焊接头的耐蚀性比基体铜有改善,但比铝略有降低。在旋转速度950 r/min、进料速度300 mm/min的条件下得到的焊接头的耐蚀性最好。     

搅拌摩擦焊工艺参数对2024-T351铝合金搭接焊接头成形质量和力学性能的影响

研究搅拌摩擦焊时R/v比对2024-T351铝合金焊接质量的影响。搅拌摩擦焊时搅拌针的旋转速度设定为750、950和1180 r/min,焊接速度在73~190 mm/min内变化,对应的R/v比在5.00~10.27内。采用各种无损（外观检测、X射线检测）和有损（金相观察、拉伸实验和硬度测量）检测手段对焊接试样进行分析。在所有的试样中,搅拌摩擦焊中各种典型的区域都有存在,不同的区域其晶粒尺寸不同。接头的拉伸性能为基材的52.2%~82.3%。在R/v比为8.06,10.17和10.27时焊接质量最佳。其原因是在最佳搅拌速度下,材料围绕搅拌针充分流动,从而能够填充其中产生的空隙,阻止空洞的生成。结果还表明,R/v 比对接头的硬度分布、洋葱样形状、裂纹的萌生和扩展都有影响。     

搅拌头及工艺参数对厚板7050铝合金搅拌摩擦焊成形的影响

探索了搅拌头及工艺参数对7050铝合金搅拌摩擦焊接焊缝成形的影响.试验结果表明:搅拌头设计不合理及工艺参数选取不当都将导致焊缝成形不良.轴肩尺寸过大是导致焊缝出现隧道型孔洞的主要原因.工艺规范过强时,焊缝易产生飞边和隧道型孔洞等缺陷.在本试验条件下,采用Ⅲ号搅拌头、旋转速度300 r/min和焊接速度95 mm/min...     

5083铝合金搅拌摩擦焊接头微弧氧化膜电化学腐蚀行为

利用微弧氧化技术在5083铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头表面制备一层均匀的微弧氧化膜.通过动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)分析,评估微弧氧化前后搅拌摩擦焊接头的腐蚀特性.结果表明,经过微弧氧化表面处理的搅拌摩擦焊样品腐蚀电流密度减小,电化学阻抗增加,抗腐蚀性能得到了显著改善.未氧化处理的不同焊接组织区域腐蚀行为存在明显的差异,而5083铝合金母相和焊缝表面的微弧氧化膜具有相同的形貌和抗腐蚀性能.     

基于网格重剖分的搅拌摩擦焊接数值模拟及搅拌头受力分析

采用自适应网格方法,建立搅拌摩擦焊接过程的完全热力耦合热刚粘塑性有限元模型,模拟搅拌摩擦焊接过程中工件的温度场、变形场和搅拌头的受力。计算结果表明,温度场关于搅拌头的分布为非对称,焊接在前行侧的有效应变高于其返回侧;沿焊缝区域的温度场、应变场分布是由工件的上表面至底面,呈自上而下的顺序递减。对搅拌头反力曲线的研究表明,在相同的转速下,焊接速度越快,其反力越大;在相同的焊接速度下,转速越大,其反力越小;搅拌头的受力峰值产生在预热阶段结束和搅拌头开始移动的时刻,在给定搅拌头倾角的情况下,搅拌头的最高温度产生在搅拌头的后侧。     

搅拌摩擦焊焊接5083铝合金板材焊核区的晶体取向

采用搅拌摩擦焊焊接了5083铝合金板材,借助电子背散射衍射技术和取向成像分析软件,对比性地分析了母材和焊核区的晶粒形貌、取向差分布、织构组分及取向分布函数,分析了焊核区晶体取向的变化.结果表明,在热-力作用下,焊核区发生动态再结晶,显示等轴晶粒形貌,平均晶粒尺寸约为15.8μm,同时大角度晶界比例明显增加.母材的黄铜织构B{011} <211> 和S织构{123} <634> 的比例分别达到30.6%和13.6%以上;搅拌摩擦焊后,焊核区的B织构和S织构的比例分别降至4%和1.8%,原位再结晶形成的R{124} <211> 织构组分约为7.7%,焊核区其它常见面心立方金属织构组分的比例均低于8%,意味着焊核区由强取向组织转变为弱取向组织.     

铝合金搅拌摩擦焊时焊接速度与热输入的关系

与熔化焊时热输入和焊接速度成反比不同,搅拌摩擦焊时焊接速度与热输入的关系非常复杂.文中从摩擦产热和金属塑性变形产热出发,研究了搅拌摩擦焊时焊接速度与热输入的关系,以及相同旋转速度与焊接速度比值时焊接速度与性能的关系.结果表明,在搅拌摩擦焊时,焊接速度与热输入不呈线性关系,而是呈现复杂的形态,焊接速度在不同的参数范围对热输入的贡献是不同的.在相同的旋转速度与焊接速度比值时,随焊接速度的增加,热输入和接头力学性能的关系也不是线性的.所以不能用旋转速度与焊接速度的比值来衡量热输入的大小.     

搅拌摩擦焊接热输入数值模型

根据搅拌摩擦焊接特点,建立了轴肩、柱形搅拌针和锥形搅拌针热输入数值模型,并分别讨论了搅拌针锥角对轴肩和锥形搅拌针热输入的影响。结果表明,锥角增大,轴肩热输入降低;锥形搅拌针侧面热输入增大;搅拌针端面热输入降低;搅拌针总的热输入先下降,然后迅速上升。     

Experimental verification of heat input during friction stir welding of Al alloy 5083

Heat input during welding is a basic index for weld quality and service properties associated with the resulting microstructure. In this study, the heat inputs during friction stir welding of Al alloy 5083 at various welding parameters were measured by calorimetry. Multiple regression analysis of the data was conducted to determine an empirical equation to estimate the heat input with the input variables. The effect of the heat input on the grain size of the stir zone was also examined, and a good correlation between the grain size and heat input was obtained. This study obtained a systematic relationship between the input variables, heat input and grain size of the stir zone through experimental measurements.     

AA6061-T6与AZ31合金异种搅拌摩擦焊接头的微观组织

研究了AA6061-T6和AZ31合金异种搅拌摩擦焊接头的微观组织。在异种搅拌摩擦焊接AA6061-T6与AZ31合金时,采用偏置条件,即将搅拌针插入时偏向AZ31合金,从而得到异种对接接头。通过预备实验来优化搅拌针的前进速度、旋转速度。运用电子背散射衍射技术观察搅拌区的纹理,并得到粒径分布和错位角分布,在搅拌区存在相对精细的晶粒结构。在AA6061-T6搅拌区出现随机或弱面取向,而在AZ31搅拌区出现旋转底面取向。再结晶颗粒的平均尺寸只有2．5～4．5μm。与基础合金相比,在AA6061-T6搅拌区的大角度晶界的分数增大,而在AZ31搅拌区的小角度晶界的分数降低。     

焊接热输入和焊后热处理对搅拌摩擦焊2024-T3铝合金焊核区硬度的影响

在不同焊接热输入条件下对2024-T3铝合金进行搅拌摩擦焊接,并利用透射电镜、差热分析和维氏硬度测试对焊核区的组织和硬度进行分析检测。研究表明,焊核区的硬度受到焊接热输入的影响。在高焊接热输入条件下,焊接速度的提升有利于提升焊核区硬度。而在低焊接热输入条件下,焊核区硬度随着旋转速度的增加而增加。焊后热处理导致组织过时效,焊核区硬度降低。相比于其他参数下获得的焊核区,旋转速度为500 r/min,焊接速度为100 mm/min条件下获得的焊核区拥有较高的抗过时效性能,硬度下降仅为3.8%,而其他焊核区的硬度下降超过10%。焊核区硬度主要受到强化相形态的影响。     

Variations in stir zone and thermomechanically affected zone of dissimilar friction stir weld of AA5083 and AA6082 alloys

Variations in composition, microhardness (in the thermomechanically affected zone) and texture in the tool domain of the dissimilar friction stir weld of AA5083-O and AA6082-T6 alloys were investigated. The contents of the major alloying elements in the weld zones were determined using inductively coupled plasma?atomic emission spectroscopy. It was observed that a slight drop in the content of the alloying elements results from the friction stir welding process with the Mg content being the most affected amongst the major alloying elements in the two alloys. By relating the mass fractions of the major alloying elements in the parent metals of both alloys to those of the stir zone, the relative proportions of the two alloys in the stir zone were estimated with the results showing that at least 60% of the materials in the stir zone are from the retreating side of the weld. It was also revealed that the changes in the hardness profile in the thermomechanically affected zone of the retreating side are predominantly influenced by changes in grain size in that domain. Finally, the investigation further revealed that the texture component in the tool shoulder domain is different from the texture component in the tool pin domain.     

异种材料及复合热源搅拌摩擦焊

在对接和搭接方式中,异种材料搅拌摩擦焊相较于同种材料分别具有一些额外的焊接参数,并且对搅拌头材料也有更苛刻的使用要求。总结近年来异种材料搅拌摩擦焊的研究现状,介绍异种材料搅拌摩擦焊过程中脆性金属间化合物的生成及其对焊接接头的力学性能产生的影响。从金属流动机理和数值模拟方面,研究金属间化合物的生成和成长规律,给出针对金属间化合物可能的解决方法。针对高熔点焊材,介绍复合热源搅拌摩擦焊技术、常用的辅助热源以及复合热源搅拌摩擦焊在异种材料搅拌摩擦焊方面的优点和研究的不足之处。     

Microstructure and microhardness of aluminium alloy friction stir welds with heat treatment

In this study, the Al–Mg–Si aluminium alloy with a T6 temper is self-support friction stir welded, and the effect of post-weld heat treatment on joints is investigated by detailed microstructural investigations and microhardness measurements. The hardness decreases from average 59 to 52?HV with holding time ranging from 10 to 60 minutes at temperature 723?K. With increasing holding temperature, the microhardness becomes more uniform and increases. Microhardness profiles are explained by precipitate distributions and precipitation sequences. The fine grain structure undergoes abnormal grain growth, and the degree of which depends on holding temperature and intense plastic deformation, and the biggest size is more than 1?mm.