LF6铝合金薄板搅拌摩擦焊工艺研究

试验研究了LF6铝合金薄板搅拌摩擦焊工艺，优化了工艺参数，分析了焊缝表面成形及焊接接头组织，力学性能，结果表明：LF6铝合金具有良好的搅拌摩擦焊性能，焊缝区发生动态再结晶，焊缝晶粒被细化，优化工艺参数可使焊接接头强度达到或高于母材。     

20mm厚6063铝合金搅拌摩擦焊焊缝S曲线控制

针对6063铝合金搅拌摩擦焊缝中易出现"S"曲线的问题,在采用搅拌摩擦焊焊接20 mm厚6063铝合金散热器的过程中,使用气体保护,成功消除了6063铝合金搅拌摩擦焊中易形成的"S"曲线,获得了成形良好的焊缝组织,焊缝的平均抗拉强度达到148.83 MPa,焊接强度系数为母材的81.9%.通过分析焊缝的微观组织,发现焊核区发生了完全动态再结晶,组织为细小的等轴晶粒.热力影响区发生明显塑性变形,发生不同程度的动态再结晶,晶粒发生明显长大.热影响区受焊接热循环影响,发生了微观组织和力学性能变化,但没有发生塑性变形,晶粒发生粗化.     

搅拌针形状对搅拌摩擦焊焊缝S曲线形成的影响

采用四种不同形状搅拌针的搅拌头进行搅拌摩擦焊试验,研究了搅拌针形状对LF6铝合金搅拌摩擦焊焊缝S曲线形成的影响.结果表明:通过改变搅拌针形状可以改变焊缝塑化金属的流动行为及结合面材料的破碎程度,从而影响S曲线的形成.当焊接参数一定时,在光面搅拌针中,圆锥光面搅拌针较圆柱光面搅拌针更易形成S曲线;表面带螺纹搅拌针中,圆柱右旋螺纹搅拌针较圆柱左旋螺纹搅拌针更易形成S曲线.搅拌针形状不变,降低焊接速度,可以改善焊缝塑化金属流动性,使结合面材料的分布不连续,S曲线逐渐消失.     

LF6/LD10铝合金搅拌摩擦焊工艺参数对接头性能的影响

通过LF6/LD10铝合金搅拌摩擦焊(FSW)的工艺试验研究,分析了工艺参数对其接头性能的影响。结果表明,当搅拌头的旋转速度值较低时,提高焊接速度有利于提高接头的抗拉强度值。当旋转速度值较高时,提高焊接速度对接头性能的影响不大。焊接速度较低时,改变旋转速度对于接头的力学性能影响不大;焊接速度较高时,提高旋转速度将会降低接头的力学性能。其它参数相同的条件下,材料所处的位置对接头拉伸性能的影响不大。其它条件相同,在焊接速度和旋转速度都较低时,使用无螺纹的搅拌头所得到的接头性能要优于带有螺纹的搅拌头施焊所得接头的性能;在焊接速度和旋转速度都较高时,搅拌针上的螺纹对于接头的力学性能的影响不大。     

时效热处理对2219铝合金搅拌摩擦焊焊缝组织性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、万能力学试验机和显微硬度仪表征分析了焊后时效热处理对2219铝合金搅拌摩擦焊焊缝组织性能的影响规律,并讨论了其影响机制.结果 表明:短时人工时效能使焊缝的热影响区硬度提高至与母材同一水平,但对热机影响区硬度影响不显著;随着时效时间增加,焊核区和母材硬度可进一步提高,焊接板材整体屈服强度和...     

LF5铝合金搅拌摩擦焊工艺及性能研究

搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是20世纪90年代新出现的一种新型的固态塑化连接工艺。对于用熔化焊难于焊接的有色金属，其应用潜力较大。针对我国常用的LF5铝合金，试验研究了该铝合金的搅拌摩擦焊工艺和主要工艺参数对焊缝成形和接头力学性能的影响。试验表明：当ω/υ为一定值，在一定的工艺范围内，焊缝的机械性能随着ω的增加而增加，当工艺参数取得最佳值时，接头的抗拉强度可达到母材的90%以上，延伸率可达到母材的80%以上。     

焊接工艺参数对LF5铝合金搅拌摩擦焊温度场的影响

以LF5铝合金为研究对象,利用有限元软件MSC.Marc建立了平板对接接头搅拌摩擦焊过程的有限元模型,分析了焊接过程的温度场.结果表明:由于热传导区域范围的减少,当焊接热源接近平板端部时焊缝区域的温度峰值上升,不利于接头性能;当焊接速度减少或搅拌头的旋转速度升高时,焊接过程中的温度峰值升高甚至超过母材熔点.综合考虑实际工程效率与温度场影响接头质量的规律,给出了搅拌摩擦焊焊接工艺参数的优选方法.     

LF21铝合金双轴肩搅拌摩擦焊组织与性能

利用光学显微镜、扫面电子显微镜、显微硬度仪、拉伸试验机等方法,分析6 mm厚LF21铝合金单道对接双轴肩搅拌摩擦焊焊焊缝的微观组织、力学性能、缺陷成因。实验结果表明,转速1 200 r/min、焊接速度100 mm/min时可以获得较好的焊接性能;焊缝组织呈不完全对称的沙漏状;焊缝硬度在焊缝两侧的热影响区处发生不对称的软化,前进侧组织析出相发生了明显的长大现象;抗拉强度达到103.25 MPa,焊接强度系数为基材强度的70.4%,接头断口形貌呈典型的韧性断裂。     

不同接头形式6061-T6铝合金搅拌摩擦焊界面迁移特点及性能差异

试验研究了不同接头形式对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接接头成形及力学性能的影响,分析了接头成形及力学性能差异产生的原因.研究结果表明:其他焊接条件一定时,对接接头与搭接接头宏观形貌均呈"U"形,对接接头焊核区垂直方向上存在"S"线,底部存在轻微弱结合缺陷;搭接接头焊核区内部存在较为严重的冷搭接缺陷及Hook缺陷.两种...     

搅拌摩擦焊焊接参数对LF5接头性能的影响

主要研究搅拌摩擦焊接时焊接参数对LF5合金力学性能的影响,结果表明:当ω为定值时,随着ω/ν值的增加,强度和塑性值都增加,在达到最大后,塑性值到达峰值,继续增加ω/ν值,强度和塑性反而下降.当ω/ν为定值时,随着ω的增加,机械性能提高.并发现焊接接头性能的高低,除了和ω/ν有关外,还和ω的绝对值有关.     

2219铝合金搅拌摩擦焊焊接接头的疲劳性能

通过疲劳寿命试验、断口和金相组织观察,研究了2219铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳断裂特征,分析讨论了搅拌摩擦焊焊接过程中产生的焊缝根部"吻接"缺陷对其疲劳性能的影响.结果表明,焊缝根部"吻接"缺陷是影响搅拌摩擦焊接头疲劳行为的主要因素.无"吻接"缺陷试样断裂于焊缝前进边侧,疲劳裂纹起源于焊缝底部,接头具有较高疲劳寿命;有"吻接"缺陷试样断裂于焊核中心,疲劳裂纹起源于"吻接"处,接头疲劳寿命较短.     

摩擦搅拌焊6061-T6铝合金焊接接头的组织与性能

采用搅拌摩擦焊对6mm厚度的6061-T6铝合金进行单道平板对接焊,研究了焊接接头的力学性能和组织.结果表明,转速较小时,焊接接头会出现明显的搅拌摩擦焊接特有的“螺旋体”断口,其接头性能不高;随着转速的提高,接头性能得到改善.X射线衍射分析结果表明,焊缝组织中由于搅拌温度而引起部分强化相的重溶.透射电镜的研究结果表明,焊缝中的主要增强相依然为β”.     

LY12铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能研究

研究了搅拌头旋转速度n与焊接速度v之比即n/v比值大小对LY12铝合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响。结果表明,n/v比值较小时,焊接线能量较小,接头存在孔洞缺陷,严重降低了接头力学性能;随着n/v比值逐渐增大,孔洞缺陷尺寸逐渐减小;当n/v比值为5时,焊接线能量适当,接头无缺陷,焊核区为细小均匀的等轴晶,因此接头强度最高,达427MPa;当n/v比值继续增大,焊核区晶粒组织也随之粗化,接头强度逐渐降低。     

Homogeneity of Mechanical Properties of Underwater Friction Stir Welded 2219-T6 Aluminum Alloy

Underwater friction stir welding (FSW) has been demonstrated to be available for the improvement in tensile strength of normal FSW joints. In order to illuminate the intrinsic reason for strength improvement through underwater FSW, a 2219 aluminum alloy was underwater friction stir welded and the homogeneity of mechanical properties of the joint was investigated by dividing the joint into three layers. The results indicate that the tensile strength of the three layers of the joint is all improved by underwater FSW, furthermore, the middle and lower layers have larger extent of strength improvement than the upper layer, leading to an increase in the homogeneity of mechanical properties of the joint. The minimum hardness value of each layer, especially the middle and lower layers, is improved under the integral water cooling effect, which is the intrinsic reason for the strength improvement of underwater joint.     

焊后热处理工艺和背部二次焊接对搅拌摩擦焊接7075-T651铝合金性能的影响

对8 mm厚7075-T651铝合金轧制板进行了搅拌摩擦焊接,重点研究了焊后热处理工艺和背部二次焊接对接头性能的影响.结果表明,焊接态接头致密没有缺陷,接头强度约为母材的71%.T6热处理后,焊核区出现由锯齿形裂纹和微孔组成的"S"线.随着固溶温度升高,"S"线愈加明显,并伴有晶粒异常长大现象.T6热处理后,接头硬度恢复到母材水平,但强度和延伸率显著下降,这是由于裂纹沿"S"线产生和扩展所致.在焊态样品背面进行二次焊接,可明显改善接头的力学性能.     

异种铝合金搅拌摩擦焊搭接接头的显微组织与硬度研究

采用搅拌摩擦焊对异种铝合金6061-T6(上板)和A356-T6(下板)进行搭接焊,用体式和光学显微镜观察搭接接头的组织形貌,并测试其显微硬度.结果表明:在适当的工艺参数条件下,可以获得表面成形良好、内部无明显缺陷的搭接接头.在焊核区,两板间存在明显的界面,且位置较原位置整体上移,前进侧界面处呈锯齿状,界面由两种铝合金组织交替镶嵌而成,而后退侧界面则呈曲线状.两板均呈现典型的搅拌摩擦焊接头组织:焊核区由细小的等轴晶组成,而热影响区组织与母材相似,晶粒有细微粗化,热机影响区晶粒被拉长、弯曲,有明显的塑性流动.两板焊缝区显微硬度比各自母材均有不同程度的降低,且上板6061-T6降低幅度较大,焊后最大硬度约为母材的65%.     

铝合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀行为研究进展

介绍了铝合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀行为的最新研究进展,重点讨论了铝合金搅拌摩擦焊接接头腐蚀行为的研究方法,包括应力腐蚀法、盐雾实验法、溶液浸泡法、电化学法、凝胶可视化法等,并指出其存在的问题,分析了接头腐蚀机理及提高接头耐蚀性的方法。     

铝合金搅拌摩擦焊搭接接头工艺及组织性能研究

对铝合金3003进行一系列的搅拌摩擦搭接焊试验,并对焊接接头的工艺及组织性能进行了分析。试验结果表明:焊接接头可分为3个区域:焊核区、热机械影响区和热影响区,各区域的组织有明显的特征。当搅拌头的旋转速度为1120 r/min,焊接速度为50mm/min时,焊缝成型良好,当焊接工艺参数选择不恰当时,会产生飞边、沟槽、隧道型缺陷、钩状缺陷及波浪状曲线等缺陷。同时该旋转速度下各焊接速度所对应的抗拉强度普遍较高,基本可以达到母材抗拉强度的75%以上。在搭接焊核区硬度较高,有的甚至超过母材,在上板前进侧的热影响区硬度达到最低值。     

Microstructures and Mechanical Properties of Friction Stir Spot Welded Aluminum Alloy AA2014

Friction stir spot welding (FSSW) is a relatively recent development, which can provide a superior alternative to resistance spot welding and riveting for fabrication of aluminum sheet metal structures. In the current work, FSSW experiments were conducted in 3-mm thick sheets of aluminum alloy 2014 in T4 and T6 conditions, with and without Alclad layers. The effects of tool geometry and welding process parameters on joint formation were investigated. A good correlation between process parameters, bond width, hook height, joint strength, and fracture mode was observed. The presence of Alclad layers and the base metal temper condition were found to have no major effect on joint formation and joint strength. Friction stir spot welds produced under optimum conditions were found to be superior to riveted joints in lap-shear and cross-tension tests. The prospects of FSSW in aluminum sheet metal fabrication are discussed.