2024铝合金搅拌摩擦焊焊缝表面腐蚀机理探索

在分析2024铝合金FSW焊缝表面组织及析出相种类的基础上,采用腐蚀类原位观察揭示了焊缝表面的腐蚀演变行为,结合透射电镜、示差扫描量热分析及电化学分析对焊缝接头的腐蚀机理进行了探索。结果表明：FSW后,焊缝区的耐蚀性能下降,SAZ腐蚀最严重,点蚀的起源为S相。焊缝区晶体缺陷增加,导致晶粒和晶界在电化学性能上的不均匀性增大。在FSW过程中SAZ的S相粒子被打碎,并发生部分回溶。当腐蚀发生时,被打碎的S相加大了 SAZ的点蚀密度;溶入基体的Mg元素,提高了轴肩作用区的活性。     

焊接参数对搅拌摩擦焊2024-T351铝合金焊接接头断裂韧性和疲劳裂纹生长速率的影响（英文）

在横向速度为8~31.5 mm/min、搅拌速度为400~800 r/min条件下对厚度为8 mm的2024-T351铝合金板进行搅拌摩擦焊接实验。为了考察焊接样品的各项性能,对焊接样品进行金相分析、维氏硬度和XRD(确是残余应力)测试。为了得到样品的残余应力和应力强度因子(SIF),对样品的搅拌摩擦焊接过程进行有限元分析。基于标准测试方法研究焊接样品的断裂和疲劳行为,焊接样品在焊核区出现初始裂纹且裂纹沿焊接方向扩展;同时采用剪切散斑干涉方法对焊接样品的断裂行为进行进一步研究。结果表明:横向速度和搅拌速度影响样品的断裂韧性和疲劳裂纹生长速率。搅拌摩擦焊使样品的最大断裂荷载和断裂韧性降低了18%~49%。较低的横向速度使焊接接头的断裂韧性稍许降低。在较高的横向速度或较低的搅拌速度下,焊接接头缺陷的增加可导致较低的断裂韧性。在较低应力强度因子差值(ΔK≤13 MPa·m~(1/2))条件下,所有焊接样品的疲劳裂纹扩展速率比其基体合金的疲劳裂纹扩展速率慢;而在较高的ΔK值条件下,焊接样品的疲劳裂纹扩展速率比基体合金的疲劳裂纹扩展速率快得多。     

盐水环境中搅拌摩擦焊接2024铝合金的腐蚀行为

采用全浸泡法对2024铝合金母材与搅拌摩擦焊接接头在3.5%盐水环境中的腐蚀性能进行了测试,并对腐蚀速率进行了计算,对腐蚀形貌进行了观察。结果表明:腐蚀由点蚀开始,最后发展为剥落腐蚀;搅拌摩擦焊接(FSW)接头上各区的腐蚀速率大小为热影响区和焊核区热机影响区母材区。搅拌摩擦焊焊缝的腐蚀速率高于母材的,即其耐蚀性与母材相比变差。     

盐水环境下2024铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀行为

采用电化学腐蚀试验研究了2024-T3铝合金搅拌摩擦焊接头在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀特征和腐蚀行为,结合金相显微镜、扫描显微镜等分析手段研究了接头腐蚀后的表面形貌,并对其腐蚀机理进行了初步探讨。结果表明:接头不同区域腐蚀敏感性不同,搅拌摩擦焊接头焊核区和热影响区的耐蚀性低于母材,焊核区腐蚀最严重。     

2024铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳性能

对2024铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳特性进行了研究,建立了接头的S-N曲线.疲劳试验结果表明,搅拌摩擦焊接头表现出良好的疲劳性能.搅拌摩擦焊接头具有细小的等轴晶组织和狭窄的热影响区,阻碍了滑移带的形成和裂纹的扩展,从而提高了接头的疲劳性能.疲劳断口分析显示,裂纹在接头底部启裂,通过位错的塞积作用使得滑移带扩展逐渐萌生裂纹,在交变应力的作用下最终断裂.     

摩擦搅拌焊AA2024铝合金在盐雾条件下的腐蚀性能（英文）

2024铝合金是一种重要的工程材料,被大量应用于航空工业。但是在含氯介质中,2024铝合金易于腐蚀。本研究对5 mm厚AA2024铝合金轧板进行摩擦搅拌焊接。通过Na Cl溶液盐雾腐蚀试验对试样在不同p H值、氯离子浓度和喷雾时间条件下的腐蚀性能进行评价。建立一个经验关系式对摩擦搅拌焊AA2024铝合金的腐蚀速率进行预测。采用含有3因素5水平的中心复合旋转设计以减少实验次数。采用响应曲面法研究实验参数间的关联关系。在中性p H条件下,腐蚀速率降低;而在碱性和酸性条件下,腐蚀速率增加。随着喷雾时间的增加,腐蚀速率降低,但腐蚀趋于均匀,而随着氯离子浓度的增加,腐蚀速率增加。     

钼酸钠对2024铝合金及搅拌摩擦焊焊缝缓蚀效率的影响

通过搅拌摩擦焊（FSW）手段,制备出2024铝合金同种焊接接头.在室温0.2mol/L NaHSO3和0.6 mol/L NaCl混合溶液中,添加不同浓度的钼酸钠,通过静态失重法、动电位极化曲线以及交流阻抗谱（EIS）测试,评价了室温下此缓蚀剂对2024母材及其搅拌摩擦焊焊缝的电化学行为的影响.结果表明,焊缝的缓蚀效率要优于母材的缓蚀效率,且随浓度增加而增加,钼酸钠是一种有效的阳极钝化型缓蚀剂,并且其缓蚀作用效果和金属表面状态密切相关.     

搅拌摩擦对接焊6061铝合金的高周疲劳行为（英文）

对6061铝合金进行搅拌摩擦对接焊,其焊接工艺参数为:旋转速度600、800、1000、1200 r/min,前进速度80、100 mm/min,探针插入深度1.85 mm。基于搅拌摩擦焊参数计算得到的能量输入结果表明,在输入能量为196~405 kJ的情况下,接头在297~354 kJ的输入能量范围内有最大的抗拉强度。在不同的应力比(R=0.5,0.3,0.1,-0.3,-0.5)下,将高强度、低强度2种焊接头进行疲劳测试。结果表明,对于这2种焊接头,显微组织特征明显影响其疲劳性能,比如搅拌区、热力影响区(TMAZ)和热影响区。从接头的显微组织、裂纹扩展路径和断裂表面观察等方面对其疲劳强度进行讨论。     

铝合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀疲劳研究进展

搅拌摩擦焊接(FSW)技术由于其固相焊接特征,在焊接铝合金方面具有显著优势。随着铝合金FSW接头在工业领域的应用越来越广,其腐蚀疲劳性能成为人们的关注重点。综合评述了铝合金FSW接头腐蚀疲劳的最新研究进展,介绍了铝合金FSW接头腐蚀疲劳研究的必要性及未来发展趋势。     

盐水环境下2A12铝合金搅拌摩擦焊缝腐蚀速率

采用静态失重法测量了2A12铝合金搅拌摩擦焊缝在3.5% NaCl水溶液中的平均腐蚀速率,结合焊缝腐蚀机理、腐蚀产物成分与腐蚀损伤宏-微观形貌分析了不同腐蚀时间下搅拌摩擦焊缝腐蚀速率的变化规律. 结果表明,焊缝平均腐蚀速率经历了从大幅下降到缓慢回升的过程,这与焊缝的腐蚀经历了由点蚀到沿晶腐蚀,最后发展为剥蚀的腐蚀机理变化密切相关;试件质量去除率表明腐蚀时间越长,焊缝腐蚀越严重;焊缝不同区域腐蚀敏感性不同,焊核区腐蚀严重,前进侧次之,返回侧腐蚀相对较轻.     

盐水酸碱度对6082铝合金搅拌摩擦焊缝应力腐蚀开裂的影响

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜、光学显微镜和能谱分析等手段,研究并比较了6082铝合金搅拌摩擦焊(FSW)焊缝在空气和pH分别为6,7,8的3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)性能,讨论了该合金焊缝在不同盐水介质中产生应力腐蚀开裂差异的原因。结果表明:FSW焊缝在偏酸、偏碱及中性NaCl溶液中的SCC敏感性指数ISSRT依次为0.13,0.074,0.055;在中性盐水和弱碱性盐水中,焊缝主要是韧性断裂,SCC特征不明显,在弱酸性盐水中的断口呈混合型断裂的某些SCC特征。     

6082铝合金摩擦搅拌焊缝和熔化极惰性气体保护焊缝电化学性能对比（英文）

利用动电位极化曲线,交流阻抗谱(EIS)和扫描电子显微镜(SEM)测试方法,在室温0.2 mol/L NaHSO_3和0.6 mol/L NaCl的水溶液中,对比研究了铝合金搅拌摩擦焊(FSW)焊缝和熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊缝电化学性能。结果表明:FSW焊缝的腐蚀速率低于MIG焊缝和母材的腐蚀速率;FSW焊缝的腐蚀电位高于MIG焊缝和母材的腐蚀电位;FSW焊缝的腐蚀电流密度低于MIG焊缝和母材的腐蚀电流密度;FSW焊缝的极化电阻高于MIG焊缝和母材的极化电阻。所有样品的EIS Nyquist谱图上均有一感抗弧存在;SEM观察表明:仅有少量浅蚀坑出现在FSW焊缝表面。     

6082铝合金搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为

通过室温静态挂片试验以及动电位极化曲线测试,在室温0．2mol／LNaHSO3＋0．6mol／L NaCl溶液中,对6082铝合金搅拌摩擦焊（FSW）焊缝以及6082铝合金母材的电化学腐蚀行为进行了研究。结果表明,主轴转速为1200r／min,焊接速度为200mm／min,搅拌头倾角为3°时的焊缝与母材相比,平均腐蚀速率较小,腐蚀电位Ecorr正向移动,腐蚀电流密度J变小。同时使用扫描电子显微镜（SEM）对室温静态挂片试验试样的表面形貌进行了观察,发现焊缝表面上只出现少量较浅的点蚀坑,而母材表面的点蚀现象较为严重。     

搅拌头旋转速度对2024-T3铝合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀行为的影响

在不同的搅拌头旋转速度v(400r/min、600r/min、800r/min、900r/min)下搅拌摩擦焊接2024-T3铝合金,研究了搅拌摩擦焊接接头的力学性能和电化学腐蚀行为.研究结果表明:当v=600 r/min时,焊接接头具有最佳的力学性能,焊核区和热影响区均呈现最高的腐蚀电位和最低的腐蚀电流密度,表明v=...     

搅拌摩擦加工对AZ91镁合金微观组织及裂纹扩展性能的影响

对铸态AZ91镁合金进行搅拌摩擦加工,通过光学显微镜,扫描电镜进行组织及断口分析。结果表明,观察发现晶粒得到极大细化,第二相融入基体。对其裂纹扩展行为研究发现,抵抗裂纹扩展能力提高,加工之后的裂纹扩展断口出现韧窝,相比母材呈现塑性断裂的特征,发生脆韧转变。     

钼酸钠对2024搅拌摩擦焊缝缓蚀作用的影响因素

通过搅拌摩擦焊(FSW)制备出2024铝合金同种焊接头。然后在0.2mol/L NaHSO3和0.6mol/L NaCl腐蚀溶液中添加一定浓度的钼酸钠作为缓蚀剂,借助电化学阻抗谱(EIS),系统研究缓蚀时间和一定的溶液温度变化对该缓蚀剂缓蚀性能的影响。结果表明:时间和温度对焊缝的缓蚀效率均有一定影响,表明钼酸钠为有效的阳极钝化型无机缓蚀剂。     

2024铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能及电化学腐蚀行为

通过拉伸测试、硬度测试、电化学测试,研究了2024-T3合金板材搅拌摩擦焊接接头的力学性能、显微组织和局部腐蚀行为。结果表明:焊接接头的硬度曲线呈现W型,轴肩区域内硬度较低,在远离焊缝中心约10 mm的区域内出现了明显软化,软化区处于热影响区;热影响区的耐蚀性高于焊核区的,焊核区的腐蚀电位最低,腐蚀电流最高,抗腐蚀性能较差。主要是由于在该焊接参数下,焊核区经历了较高的温度,强化相(S相)发生粗化,腐蚀敏感性提高。     

重复搅拌对2024铝合金无倾角搅拌摩擦搭接焊的影响

对5 mm厚的2024铝合金板材进行了无倾角搅拌摩擦搭接试验,研究搅拌工具转速、焊接速度、下压量对焊接质量的影响,并优化了工艺参数。采用优化后工艺进行重复搅拌试验,研究重复搅拌消除缺陷的作用原理,并分析了焊道微观组织。结果表明,搅拌工具转速、焊接速度对焊接质量的影响较为显著,参数在转速1000 r/min,焊接速度300 mm/min时取得较好的焊接效果,与此值偏差越大焊接质量越差。下压量对焊接质量的影响较小。在转速1000r/min、焊接速度300 mm/min、下压量0.2 mm下进行重复搅拌,可实现无缺陷焊接;搅拌后核心区和轴肩影响区组织平均晶粒尺寸远小于母材组织。     

纳米SiC对2024铝合金搅拌摩擦焊的影响研究

进行了未添加SiC和添加纳米SiC颗粒后1道次和4道次的搅拌摩擦焊接试验。试验结果表明,添加与未添加纳米SiC增强相进行搅拌摩擦焊均能够得到无缺陷的焊缝,且添加纳米SiC的焊核区的硬度得到了提高。1道次焊接后,纳米SiC出现了明显的团聚现象,焊核区的显微硬度值波动较大,多道次的焊接可以使得SiC颗粒分布均匀,焊核区的显微硬度值更加稳定。由于多道次的焊接使热输入增加,导致无SiC颗粒增强相分布的TMAZ和HAZ的硬度值明显下降。添加纳米SiC增强相并进行多道次搅拌摩擦焊可以作为提高焊核区性能的方法。     

析出相演变对2060-T8铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀行为的影响（英文）

采用搅拌摩擦焊对2060-T8铝合金板材进行焊接,研究析出相演变对接头显微组织和腐蚀行为的影响。在采用扫描电镜和透射电镜表征2060-T8铝合金搅拌摩擦焊接头上表面析出相演变行为的基础上,通过电化学试验和交变盐雾腐蚀试验研究接头各区域的腐蚀行为。研究表明,腐蚀行为与各区析出相的特性密切相关,由于θ′(Al_2Cu)相、T1(Al_2CuLi)相和δ′(Al_3Li)相的回溶,以及晶界相和无沉淀析出带的出现,轴肩影响区是腐蚀最敏感的区域;因为不存在晶界析出相,相比轴肩影响区,热机械影响区的抗腐蚀性能略有提高;热影响区和母材的抗腐蚀性能最好。