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摩擦焊文獻(xiàn)

2021-04-09 10:32:57
關(guān)鍵詞:母材成形鋁合金

慣性摩擦焊接頭特性的研究現(xiàn)狀/羅鍵,等.焊接. 2017(1):13-17.

利用飛輪儲(chǔ)存的能量來進(jìn)行零件連接的摩擦焊為慣性摩擦焊(IFW),IFW中飛輪取代了連續(xù)驅(qū)動(dòng)裝置,飛輪的使用使得整個(gè)過程在操作上更便捷。文中根據(jù)已有的研究對(duì)IFW接頭的特性進(jìn)行了總結(jié)概述,包括接頭硬度、抗拉強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等各個(gè)方面。重點(diǎn)討論了焊接過程中接頭特性的影響因素,研究了摩擦壓力、時(shí)間、頂鍛壓力等因素在接頭焊接中所起的作用,對(duì)后續(xù)的焊接研究提供一定的參考。最后探討了慣性摩擦焊目前存在的問題,并提出了未來的發(fā)展方向及研究重點(diǎn)。

6063鋁合金雙軸肩攪拌摩擦焊接頭組織性能研究/趙運(yùn)強(qiáng),等.焊接, 2017(3):35-39.

進(jìn)行了3 mm厚6063-T4鋁合金雙軸肩攪拌摩擦焊接。結(jié)果表明,當(dāng)攪拌頭轉(zhuǎn)速為600 r/min,焊速在100~300 mm/min的范圍內(nèi),可獲得表面成形美觀、內(nèi)部無缺陷的優(yōu)質(zhì)接頭。在接頭攪拌區(qū)內(nèi),上、中、下各層硬度分布較為均勻,在熱機(jī)影響區(qū)及熱影響區(qū)內(nèi),上、下層硬度值高于中間層。熱機(jī)影響區(qū)靠近攪拌區(qū)的位置以及熱機(jī)影響區(qū)與熱影響區(qū)的交界處為接頭的兩個(gè)薄弱位置。隨著焊接速度的增加,接頭各區(qū)域硬度值以及抗拉強(qiáng)度有著先增大后減小的趨勢(shì),所得最優(yōu)接頭抗拉強(qiáng)度為174 MPa,達(dá)到母材的87%,斷裂位置位于熱影響區(qū)。

2205雙相不銹鋼摩擦焊接頭顯微組織及微區(qū)蠕變性能/楊峰,等.焊接, 2017(5): 34-37.

對(duì)2205不銹鋼進(jìn)行連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊接,通過光學(xué)顯微鏡觀察接頭顯微組織,利用納米壓痕儀對(duì)接頭組織中鐵素體(δ相)和奧氏體(γ相)進(jìn)行硬度測(cè)試及壓痕蠕變行為分析。結(jié)果表明,摩擦焊接頭由塑性變形區(qū)及焊合區(qū)構(gòu)成,變形區(qū)內(nèi)γ相與δ相相比,因塑性流動(dòng)而硬化的現(xiàn)象更為顯著,且具有更高的納米硬度和彈性模量;基于保載過程中應(yīng)變率和硬度對(duì)數(shù)關(guān)系,經(jīng)線性擬合得到蠕變應(yīng)力指數(shù)n,能夠較好地反映δ相和γ相的蠕變特性,而且納米硬度值越高,蠕變應(yīng)力指數(shù)越小。

摩擦焊在航空領(lǐng)域的應(yīng)用/周軍,等.焊接, 2017(6): 1-5.

隨著民用和軍用飛機(jī)性能及使用要求不斷提高,航空零部件需要滿足結(jié)構(gòu)輕量化、高可靠性、長(zhǎng)壽命、經(jīng)濟(jì)性好等要求。焊接技術(shù)作為航空工業(yè)不可或缺的材料加工技術(shù),在航空零部件的研制與生產(chǎn)中,發(fā)揮著舉足輕重的作用。慣性摩擦焊、攪拌摩擦焊和線性摩擦焊作為典型的摩擦焊接工藝方法,憑借優(yōu)良的技術(shù)優(yōu)勢(shì),在航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子組件、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、整體葉盤等航空零部件加工制造中得到成功應(yīng)用。結(jié)果表明,隨著摩擦焊接技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,摩擦焊接技術(shù)將有效促進(jìn)航空飛機(jī)減重,進(jìn)一步提高航空飛機(jī)性能。

實(shí)現(xiàn)裝配焊接的雙主軸摩擦焊機(jī)的研究/薛笑運(yùn),焊接, 2017(6): 57-60.

根據(jù)微型汽車傳動(dòng)軸軸管叉焊接總成的相位精度和長(zhǎng)度精度要求,結(jié)合摩擦焊工藝特征,研究設(shè)計(jì)了一種雙主軸相位摩擦焊機(jī)。該焊機(jī)可同時(shí)完成兩道焊縫,實(shí)現(xiàn)了軸管叉焊接總成的裝配焊接。通過小批量焊接試驗(yàn)和對(duì)焊件的綜合考核,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)制造的雙主軸相位摩擦焊機(jī)在實(shí)現(xiàn)軸管叉焊接總成裝配焊接的精度和穩(wěn)定性,既降低了成本又提高了效率。

聚合物及其復(fù)合材料攪拌摩擦焊/處理的研究現(xiàn)狀/黃永憲,等.焊接, 2017(7): 32-37.

攪拌摩擦焊/處理(Friction Stir Welding/Processing,FSW/P)涉及溫度、力學(xué)、冶金及其相互作用的高度復(fù)雜的固相連接和處理過程,已被廣泛用于焊接鋁合金、鈦合金和其他熔焊難以焊接的金屬。近年來,國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出FSW可實(shí)現(xiàn)聚合物及其復(fù)合材料的連接。綜述了聚合物及其復(fù)合材料FSW國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,主要涉及FSW焊縫成形、組織和性能、材料流動(dòng)行為以及FSW/P新技術(shù),并在此基礎(chǔ)上提出了FSW/P基礎(chǔ)研究和工程應(yīng)用方向。

6061鋁合金接頭成形質(zhì)量及性能與攪拌摩擦焊工藝參數(shù)關(guān)系的研究/朱海,等.焊接, 2017(7): 45-48.

針對(duì)3 mm厚6061鋁合金板,進(jìn)行攪拌摩擦焊工藝參數(shù)對(duì)接頭成形質(zhì)量與性能的方向研究。軸肩下壓量主要影響接頭成形,攪拌頭轉(zhuǎn)速和焊接速度主要影響接頭質(zhì)量,通過改變上述一次參數(shù),觀察并分析接頭成形和抗拉強(qiáng)度的變化情況。結(jié)果表明,當(dāng)軸肩下壓量為0.2 mm時(shí),焊縫表面成形好、缺陷少且抗拉強(qiáng)度高;攪拌頭轉(zhuǎn)速較高或焊接速度較低時(shí),焊縫表面成形好、強(qiáng)度高且魚鱗狀紋路穩(wěn)定、明顯;當(dāng)攪拌頭轉(zhuǎn)數(shù)為950 r/min、焊接速度為37.5 mm/min時(shí),焊接接頭成形好、抗拉強(qiáng)度最大,并且只有在攪拌頭轉(zhuǎn)速與焊接速度相匹配的條件下,才能獲得高抗拉強(qiáng)度的焊接接頭。

6005A-T6鋁合金型材雙軸肩攪拌摩擦焊接頭組織及力學(xué)性能/侍光磊,等.焊接, 2017(8): 21-25.

采用雙軸肩攪拌摩擦焊接方法對(duì)4.5 mm厚6005A-T6鋁合金型材在較高焊接速度下進(jìn)行了對(duì)接試驗(yàn)。結(jié)果表明,較高的焊接速度下仍可獲得外觀及性能優(yōu)良的接頭,但易出現(xiàn)隧道型缺陷及裂紋缺陷。在試驗(yàn)參數(shù)下,接頭性能與WP(焊接速度與攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度的比值)有密切關(guān)系:接頭抗拉強(qiáng)度隨著WP值的增大基本呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),在攪拌頭轉(zhuǎn)速為1 400 r/min以及焊接速度為1 400 mm/min時(shí)獲得強(qiáng)度較高的接頭,其抗拉強(qiáng)度為231 MPa,是母材強(qiáng)度的77%。斷口掃描結(jié)果顯示,在試驗(yàn)參數(shù)下,接頭斷裂方式隨著WP值的增大由塑性斷裂逐漸變?yōu)榘鼐嗔?、韌性斷裂、解理斷裂的混合型斷裂。

6061鋁合金厚板攪拌摩擦焊接頭組織與耐蝕性/趙麗敏,等.焊接, 2017(8):51-55.

采用攪拌摩擦焊對(duì)30 mm厚的6061鋁合金進(jìn)行了雙面對(duì)接焊,分別采用金相顯微鏡、顯微硬度儀和電化學(xué)工作站對(duì)焊接接頭的組織、硬度和耐蝕性能進(jìn)行觀察、測(cè)量和研究。金相觀察顯示,雙面攪拌摩擦焊焊縫前進(jìn)側(cè)與母材有明顯的分界,后退側(cè)分界模糊;焊核區(qū)呈均勻細(xì)小的等軸晶。硬度測(cè)試表明,攪拌摩擦焊接接頭硬度呈“W”形特征分布,硬度最低值出現(xiàn)在前進(jìn)側(cè)熱影響區(qū)。腐蝕試驗(yàn)表明,雙面焊焊核重疊區(qū)腐蝕電流(2.396 3×10-5A/cm2)較大,一旦開始腐蝕,腐蝕速度很快,耐腐蝕能力相對(duì)較差。

FGH96/GH4169高溫合金慣性摩擦焊熱變形組織及行為分析/王彬,等.焊接, 2017(10): 47-50.

建立了FGH96/GH4169慣性摩擦焊接頭組織形成過程的有限元模型,分析了焊縫熱變形組織和飛邊的形成模式。結(jié)果表明,摩擦熱的作用使近摩擦面處母材形成塑性層,塑性層在軸向頂鍛力作用下發(fā)生塑性流動(dòng),形成拉長(zhǎng)組織并在摩擦面高溫、高壓及高應(yīng)變速率作用下發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,拉長(zhǎng)組織邊界消失,再結(jié)晶晶粒呈無序等軸狀。摩擦面金屬沿徑向流動(dòng),在邊緣處擠出,其摩擦面延伸側(cè)受拉應(yīng)力作用,最終形成卷曲飛邊并實(shí)現(xiàn)自清理作用。

復(fù)合熱源鋁鋼耗材摩擦焊接頭組織性能研究/王春桂,等.焊接, 2017(12):48-51.

采用耗材摩擦焊實(shí)現(xiàn)了2A12鋁合金耗材對(duì)Q235低碳鋼基板的堆焊。結(jié)果表明,基板預(yù)熱可以改善接頭界面質(zhì)量,得到表面成形良好、內(nèi)部無缺陷的焊接接頭。在熱-機(jī)作用下堆焊層金屬發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,晶粒得到細(xì)化,結(jié)合面鋼側(cè)晶粒隨耗材發(fā)生了扭轉(zhuǎn);Fe元素與Al元素發(fā)生了擴(kuò)散,且在預(yù)熱狀態(tài)下其擴(kuò)散范圍大于未預(yù)熱狀態(tài)。堆焊層硬度低于耗材硬度,且堆焊層預(yù)熱條件下硬度小于未預(yù)熱狀態(tài),耗材處硬度分布為母材大于摩擦碾壓區(qū)大于熱影響區(qū)。

鋁/鋼異質(zhì)金屬攪拌摩擦焊技術(shù)研究進(jìn)展/萬(wàn)龍,等.焊接, 2018(1):12-19, 24.

鋁/鋼異質(zhì)金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)節(jié)能、降低成本、可以滿足不同的工作條件等特點(diǎn),在航空航天、船舶制造等領(lǐng)域的應(yīng)用日益受到重視。由于鋁和鋼的物理化學(xué)性質(zhì)存在巨大差異,鋁和鋼的連接成為焊接領(lǐng)域的難點(diǎn)問題。攪拌摩擦焊作為一種固相連接方法,具有熱輸入低、高溫停留時(shí)間短、焊接變形小等特點(diǎn),對(duì)克服鋁/鋼異質(zhì)金屬性能差異帶來的焊接困難具有優(yōu)勢(shì),已成為鋁/鋼異質(zhì)金屬焊接的研究熱點(diǎn)。綜述了鋁/鋼異質(zhì)金屬攪拌摩擦焊國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,主要涉及攪拌頭材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、焊縫成形、焊接工藝窗口、力學(xué)性能、接頭冶金結(jié)合、連接機(jī)制以及外源輔助攪拌摩擦焊新技術(shù),可以為鋁/鋼異質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)提供新思路,最后對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

超聲探傷技術(shù)在摩擦焊接領(lǐng)域的應(yīng)用/烏彥全,等.焊接, 2018(2):14-18.

摩擦焊作為一種先進(jìn)的固相連接方法,因其優(yōu)異的焊接性能引起了人們的廣泛關(guān)注,近年來航空航天等高新技術(shù)與裝備的發(fā)展促進(jìn)了這種焊接方法的不斷進(jìn)步。針對(duì)近年來國(guó)內(nèi)外超聲無損檢測(cè)技術(shù)在摩擦焊領(lǐng)域中的研究應(yīng)用作了詳細(xì)分析闡述,并對(duì)未來摩擦焊領(lǐng)域中無損檢測(cè)方法的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

攪拌摩擦焊在運(yùn)載火箭貯箱制造中的應(yīng)用與發(fā)展/宋建嶺,等.焊接, 2018(5):21-27.

攪拌摩擦焊作為一種新興的固相連接技術(shù),其焊接接頭質(zhì)量高、焊接產(chǎn)品變形小,一經(jīng)問世即受到各行各業(yè)特別是航天工業(yè)的青睞。美國(guó)、日本及歐洲各國(guó)均對(duì)攪拌摩擦焊技術(shù)進(jìn)行了大量深入的研究,并廣泛應(yīng)用到運(yùn)載火箭燃料貯箱的焊接生產(chǎn)中,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)載火箭貯箱全攪拌摩擦焊接的工程化應(yīng)用。中國(guó)對(duì)攪拌摩擦焊技術(shù)的研究起步相對(duì)較晚但發(fā)展迅速,近幾年里在工程化應(yīng)用上取得了較大的成就,目前在中國(guó)運(yùn)載火箭燃料貯箱焊接中已得到成功的應(yīng)用。隨著對(duì)攪拌摩擦焊技術(shù)機(jī)理及工程化研究的不斷深入,攪拌摩擦焊技術(shù)正向著設(shè)備智能化、工藝集成化和生產(chǎn)高效化的方向發(fā)展。

7050-T7451鋁合金靜軸肩攪拌摩擦焊接頭組織與性能研究/張華,等.焊接,2018(9):5-9.

采用SSFSW技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了7050-T7451高強(qiáng)鋁合金的焊接。對(duì)該接頭的外觀形貌、顯微組織、硬度分布及力學(xué)性能分別進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,與常規(guī)FSW相比,SSFSW的接頭成形美觀,表面光滑,焊縫無減薄現(xiàn)象;焊縫組織結(jié)構(gòu)也有明顯的不同,熱影響區(qū)范圍明顯窄小,前進(jìn)側(cè)TMAZ只有60 μm;接頭硬度呈典型的“W”形分布,最低硬度出現(xiàn)在靠近焊核的熱影響區(qū)附近,顯微硬度為128 HV;接頭的抗拉強(qiáng)度為487 MPa,達(dá)到了母材的91%,力學(xué)性能良好。斷裂發(fā)生在熱影響區(qū),為微孔聚集型斷裂。

轉(zhuǎn)速對(duì)FGH96/GH4169高溫合金慣性摩擦焊接頭組織與力學(xué)性能的影響/王彬,等.焊接,2018(9):57-60.

應(yīng)用慣性摩擦焊機(jī)完成了FGH96/GH4169高溫合金焊接,采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡以及拉伸試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備觀察并測(cè)試了焊接接頭的微觀組織形貌、顯微硬度及拉伸性能。結(jié)果表明接頭存在FGH96側(cè)母材、熱力影響區(qū)、焊縫區(qū)、GH4169側(cè)熱力影響區(qū)及母材五個(gè)區(qū)域,焊縫區(qū)組織為細(xì)小的等軸晶粒,晶粒尺寸遠(yuǎn)小于母材,熱力影響區(qū)則發(fā)生了拉伸變形。接頭近界面處最高溫度達(dá)到1 100 ℃以上,超過γ’等強(qiáng)化相的固溶溫度。焊后熱力影響區(qū)處強(qiáng)化相部分重溶,在界面細(xì)晶區(qū)強(qiáng)化相幾乎完全重溶。隨著轉(zhuǎn)速增大,焊縫區(qū)晶粒增大,典型原子的擴(kuò)散距離增加,接頭室溫抗拉強(qiáng)度和高溫抗拉強(qiáng)度值升高。

鈦和鋼等高強(qiáng)度合金攪拌摩擦焊攪拌頭用材的研究進(jìn)展/孔見,等.焊接, 2018(10):9-19.

攪拌摩擦焊技術(shù)克服了傳統(tǒng)焊接技術(shù)的弱點(diǎn),在鋁鎂等軟質(zhì)材料的焊接上應(yīng)用十分廣泛。但是受到攪拌頭用材的制約,攪拌摩擦焊在鈦、鋼等焊接難度較大的高強(qiáng)度合金上的應(yīng)用仍很局限。因此選擇一種合適的材料,開發(fā)既廉價(jià)又安全可靠的攪拌頭成為各國(guó)研究者研究的重點(diǎn)。文中將對(duì)國(guó)內(nèi)外不同工況下高強(qiáng)度合金攪拌摩擦焊時(shí)攪拌頭用材進(jìn)行闡述,說明了不同材質(zhì)的攪拌頭焊接鈦、鋼的焊接效果、攪拌頭焊接時(shí)的磨損和失效情況,并對(duì)比分析了各攪拌頭材料的性能及優(yōu)缺點(diǎn),同時(shí)對(duì)高強(qiáng)度合金攪拌摩擦用材的發(fā)展做出了展望。

45鋼鉆桿慣性摩擦焊接頭組織與性能研究/遲露鑫, 等.焊接, 2018(11): 15-18.

通過探究45鋼鉆桿慣性摩擦焊接工藝,揭示熱處理工藝對(duì)接頭組織性能的影響。結(jié)果表明,在摩擦?xí)r間為18 s,摩擦壓力為3 MPa,頂鍛壓力為7 MPa時(shí),獲得焊合良好、無缺陷的接頭;焊接接頭以先共析鐵素體和珠光體為主,母材為沿晶界塊狀鐵素體和珠光體組成,斷口以準(zhǔn)解理脆性斷裂為主;熱處理后,焊縫與母材組織細(xì)小,狀態(tài)一致,斷口以韌窩型為主,伴有少量解理斷裂特征,綜合力學(xué)性能提高。

輕質(zhì)異種材料摩擦焊研究現(xiàn)狀/梁武,等.焊接. 2018(11): 19-25.

由于異種材料物理、化學(xué)性能及力學(xué)性能方面存在顯著差異,導(dǎo)致其在焊接過程中容易出現(xiàn)被氧化、形成脆性金屬間化合物、焊接變形嚴(yán)重等焊接缺陷。而摩擦焊作為一種綠色固相連接技術(shù),因其焊接溫度低、焊接質(zhì)量好、焊接過程穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)在異種材料焊接中得到了廣泛的應(yīng)用。詳細(xì)綜述了異種材料攪拌摩擦焊、線性摩擦焊軸向摩擦焊的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展,涉及到焊接工藝、力學(xué)性能和成分分析等方面,著重介紹了鋁合金、鎂合金、鈦合金等輕質(zhì)材料之間的摩擦焊接,并對(duì)今后的發(fā)展進(jìn)行了展望。

2195鋁鋰合金攪拌摩擦焊工藝/宋建嶺,等.焊接. 2019(1):31-35.

試驗(yàn)研究了8 mm厚2195-T8鋁鋰合金板材攪拌摩擦焊工藝,分析了不同攪拌針結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)焊縫內(nèi)部質(zhì)量的影響,研究了工藝參數(shù)對(duì)接頭表面成形的影響,測(cè)試了接頭的力學(xué)性能。結(jié)果表明,使用圓錐螺紋+三個(gè)斜面結(jié)構(gòu)的攪拌針焊接,接頭內(nèi)部質(zhì)量更好;在室溫和低溫(-196 ℃)條件下,接頭抗拉強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率都呈現(xiàn)出隨焊接速度的增加先增加后減少的趨勢(shì),當(dāng)焊接速度為100 mm/min時(shí),室溫和低溫(-196 ℃)下接頭抗拉強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率都達(dá)到最高值,接頭抗拉強(qiáng)度分別為428 MPa,538 MPa,斷后伸長(zhǎng)率分別為4.9%,7.4%;接頭斷裂位置位于熱影響區(qū),斷口呈45°剪切斷裂,斷裂部位有明顯頸縮。

ZK60鎂合金自持式攪拌摩擦焊工藝/侯軍才,等.焊接, 2019(1): 45-49.

采用直徑為16 mm且表面刻有逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的螺旋槽的軸肩,直徑為6 mm的圓柱形光面攪拌針且沿長(zhǎng)度方向加工三個(gè)對(duì)稱平臺(tái)的自持式攪拌摩擦焊攪拌頭,成功進(jìn)行了3 mm厚ZK60鎂合金薄板自持式攪拌摩擦焊,研究了焊接參數(shù)對(duì)接頭表面成形、缺陷的形成及力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明,攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度為600 r/min不變,焊接速度較低時(shí),接頭上、下表面產(chǎn)生溝槽缺陷,增大焊接速度獲得表面無缺陷的接頭,過分增加焊接速度,在前進(jìn)側(cè)和后退側(cè)分別形成線狀缺陷和孔洞缺陷,接頭的力學(xué)性能隨焊接速度的增大線增大后減小;采用焊接速度為400 mm/min不變,采用較低的攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度時(shí),接頭表面魚鱗紋均勻、成形美觀、接頭表面和內(nèi)部均無缺陷,旋轉(zhuǎn)速度過分增大,魚鱗紋粗糙,在前進(jìn)側(cè)和后退側(cè)接頭內(nèi)部分別產(chǎn)生線狀缺陷和孔洞缺陷,接頭力學(xué)性能隨攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度增大而減小。接頭最大的抗拉強(qiáng)度為270 MPa,斷后伸長(zhǎng)率為8.92%,接頭強(qiáng)度系數(shù)達(dá)到87%。

熱輸入對(duì)6005A-T6鋁合金雙軸肩攪拌摩擦焊接頭成形及力學(xué)性能的影響/付寧寧,等.焊接, 2019(2): 40-44.

研究了熱輸入對(duì)6005A-T6鋁合金雙軸肩攪拌摩擦焊接頭成形及力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明:塑性金屬總量和擠壓模的大小決定了焊縫形貌,熱輸入特征值WP≤1時(shí),塑性金屬總量起主要作用,焊縫呈“啞鈴形”,隨著熱輸入的降低,焊縫前進(jìn)側(cè)與母材的界面逐漸變平,在前進(jìn)側(cè)產(chǎn)生隧道缺陷,接頭抗拉強(qiáng)度先增加后減小;WP>1時(shí),擠壓模大小起主要作用,隨著熱輸入的降低,焊縫前進(jìn)側(cè)與母材的界面保持平直,不產(chǎn)生隧道缺陷,接頭抗拉強(qiáng)度呈增加的趨勢(shì);“S”線產(chǎn)生于塑性金屬流動(dòng)交匯處,熱輸入通過影響塑性金屬流動(dòng),從而影響“S”線的形貌,“S”線的存在不影響接頭的拉伸性能。接頭顯微硬度呈“W”形,這與接頭各區(qū)域組織及強(qiáng)化相有關(guān)。

鋁合金T形接頭攪拌摩擦焊研究進(jìn)展/楊海峰,等.焊接, 2019(3): 12-17.

鋁合金廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、船舶以及化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域中,T形接頭作為鋁合金薄板結(jié)構(gòu)組裝中的重要連接形式,對(duì)其焊接質(zhì)量的要求也逐漸提高。采用傳統(tǒng)熔焊的方式焊接鋁合金T形接頭時(shí)會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中、焊后殘余變形大、多孔性等一系列問題。傳統(tǒng)的攪拌摩擦焊具有產(chǎn)熱少、焊前不用開坡口、焊后殘余變形小等優(yōu)勢(shì),很好的解決了這一技術(shù)難點(diǎn)。但是,傳統(tǒng)的攪拌摩擦焊在焊后會(huì)產(chǎn)生大量的飛邊以及弧紋缺陷。靜止軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)作為一種新型的攪拌摩擦焊技術(shù),在鋁合金T形接頭焊接中具有很大的優(yōu)勢(shì)。文中綜述了鋁合金T形接頭焊接特點(diǎn)、傳統(tǒng)攪拌摩擦焊以及靜止軸肩攪拌摩擦焊在T形接頭中的研究進(jìn)展,并對(duì)攪拌摩擦焊技術(shù)在T形接頭的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

7075鋁合金攪拌摩擦焊接頭在拉伸過程中的裂紋擴(kuò)展行為/姜月,等.焊接,2019(3): 28-32.

對(duì)厚度為6 mm的7075鋁合金進(jìn)行攪拌摩擦焊(FSW)平板對(duì)接試驗(yàn),利用MTS微控電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)接頭進(jìn)行不同應(yīng)變率下平板拉伸試驗(yàn)。分別使用光學(xué)顯微鏡(OM)和掃描電鏡(SEM)對(duì)接頭斷裂路徑兩側(cè)的微觀組織和斷口形貌進(jìn)行觀察。在此基礎(chǔ)上,使用透射電鏡(TEM)對(duì)接頭起裂源處的沉淀相形貌進(jìn)行觀察,研究應(yīng)變率對(duì)接頭斷裂行為的影響。研究結(jié)果表明,隨著應(yīng)變率的增加,接頭屈服強(qiáng)度與屈強(qiáng)比略有增大,不同應(yīng)變率下的微裂紋均形核于接頭底部母材(BM)與熱影響區(qū)(HAZ)交界處。相比于橢圓狀A(yù)lCuMg沉淀相和膠囊狀A(yù)l2CuMg沉淀相,接頭中棒狀MgZn2沉淀相對(duì)微裂紋形核起關(guān)鍵作用。應(yīng)變率較低時(shí),裂紋在擴(kuò)展過程中發(fā)生偏轉(zhuǎn);隨著應(yīng)變率的增加,接頭裂紋走向平直,接頭塑性降低,與加載方向的裂紋擴(kuò)展角減小,斷裂方式由以韌窩聚合型斷裂為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐约羟袛嗔褳橹鳌?/p>

2195-T8鋁鋰合金攪拌摩擦焊接頭組織與力學(xué)性能/王雷,等.焊接, 2019(3): 24-27.

對(duì)8 mm厚度2195鋁鋰合金進(jìn)行了攪拌摩擦焊平板對(duì)接焊試驗(yàn),利用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡觀察分析了焊接接頭的顯微組織和斷口形貌特征,并對(duì)接頭常溫、低溫拉伸性能和顯微硬度進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明,接頭整體上寬下窄,呈V字形,由焊核區(qū)、熱力影響區(qū)、熱影響區(qū)和軸肩影響區(qū)組成;-196 ℃條件下,接頭抗拉強(qiáng)度及斷后伸長(zhǎng)率分別達(dá)到母材的71.8%,53.8%;焊件的硬度分布形貌均呈W狀,其中焊核區(qū)微觀硬度最高,熱影響區(qū)微觀硬度最低;接頭斷裂位置均位于熱影響區(qū)附近,斷裂特征屬于典型的韌性斷裂。

國(guó)內(nèi)攪拌摩擦焊技術(shù)在輸變電領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景/喬亞霞,等.焊接, 2019(4): 34-38.

介紹了電力系統(tǒng)輸變電領(lǐng)域常用的鋁合金材料及其焊接結(jié)構(gòu)件,輸變電側(cè)焊接結(jié)構(gòu)常采用耐腐蝕性能較好的5系A(chǔ)l-Mg鋁合金及導(dǎo)電性能較好的6系A(chǔ)l-Mg-Si鋁合金。重點(diǎn)分析了攪拌摩擦焊技術(shù)在鋁合金水冷板散熱器、氣體絕緣輸電線路(GIL)、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)、通電導(dǎo)體等焊接結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用現(xiàn)狀,并對(duì)攪拌摩擦焊技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了展望。指出了攪拌摩擦焊技術(shù)在電力行業(yè)應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大的潛力,但是目前的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段,需要綜合考慮設(shè)備電特性,以及對(duì)攪拌摩擦焊的工藝性能及接頭性能進(jìn)行更加細(xì)致的研究。

鋁鋰合金攪拌摩擦焊研究現(xiàn)狀/楊海峰,等.焊接. 2019(8):25-31.

鋁鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度和比剛性、優(yōu)良的低溫性能、良好的耐腐蝕性能和超塑性等優(yōu)點(diǎn),是理想的航空航天結(jié)構(gòu)材料。攪拌摩擦焊作為一種新型的固相連接方法,應(yīng)用于鋁鋰合金焊接時(shí)展現(xiàn)出制造成本低、環(huán)境污染小和接頭力學(xué)性能好等一系列優(yōu)點(diǎn)。為進(jìn)一步提升攪拌摩擦焊在鋁鋰合金焊接領(lǐng)域的應(yīng)用,文章從鋁鋰合金攪拌摩擦焊接頭組織性能方面的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,并對(duì)未來鋁鋰合金攪拌摩擦焊的研究方向進(jìn)行展望。

基于焊接力開環(huán)及閉環(huán)模式交互作用的摩擦焊接技術(shù)研究/張春波,等.焊接,2019(8): 53-57.

基于焊接力開環(huán)模式及閉環(huán)模式交互控制方式,研制摩擦焊機(jī)軸向加載液壓系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接輔助過程、三級(jí)摩擦焊接過程中軸向焊接力的控制。從輔助過程到自動(dòng)焊接過程,軸向力的變化經(jīng)歷了七個(gè)階段:在輔助過程中,開環(huán)模式控制下的軸向力對(duì)摩擦焊接縮短量及工件焊后尺寸精度無明顯影響;在三級(jí)摩擦焊接過程中,閉環(huán)模式控制下的軸向焊接力的控制精度、穩(wěn)定性對(duì)摩擦焊接軸向縮短量及工件焊后尺寸精度具有直接和間接的影響?;诤附恿﹂_環(huán)模式及閉環(huán)模式交互控制方式研制的軸向摩擦焊機(jī),可實(shí)現(xiàn)材料為40Mn2、型號(hào)為XDZ190支重輪摩擦焊,焊接接頭成形良好,工件的摩擦焊接縮短量精度控制在0~0.5 mm以內(nèi)。

焊接工藝參數(shù)對(duì)6061-T6鋁合金靜止軸肩攪拌摩擦焊組織及力學(xué)性能的影響/王瑾,等.焊接, 2019(11):33-38.

采用不同的壓入量、旋轉(zhuǎn)速度和焊接速度對(duì)6061-T6鋁合金進(jìn)行靜止軸肩攪拌摩擦焊,研究了焊接工藝參數(shù)對(duì)接頭組織及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,所有試驗(yàn)參數(shù)下,焊縫表面光滑、幾乎不產(chǎn)生飛邊,焊接工藝參數(shù)能夠影響材料的流動(dòng)性,進(jìn)而對(duì)接頭成形、組織和力學(xué)性能產(chǎn)生影響。焊接工藝參數(shù)顯著影響焊核區(qū)形態(tài),當(dāng)焊核區(qū)為球狀,焊縫顯微組織硬度呈W形對(duì)稱分布;而當(dāng)焊核區(qū)為碗狀時(shí),前進(jìn)側(cè)顯微硬度略高于后退側(cè)。在最優(yōu)參數(shù)下,即壓入量為0.08 mm、旋轉(zhuǎn)速度為1 600 r/min和焊接速度為500 mm/min,接頭抗拉強(qiáng)度為224 MPa,達(dá)到母材的75.6%。

T2紫銅攪拌摩擦焊工藝/王志國(guó),等.焊接, 2019(12):37-41.

對(duì)5 mm厚T2紫銅開展了攪拌摩擦焊工藝的研究,分析了焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫表面成形、接頭宏觀形貌、顯微組織及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,在較寬的焊接工藝參數(shù)范圍內(nèi)均可得到無內(nèi)部缺陷的接頭。接頭宏觀形貌由焊核區(qū)、熱機(jī)影響區(qū)、熱影響區(qū)和母材組成。隨著攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度的增加或焊接速度的降低,碗形的接頭的宏觀形貌輪廓逐漸模糊,焊核區(qū)的晶粒逐漸粗化,接頭的抗拉強(qiáng)度逐漸降低。當(dāng)焊接工藝參數(shù)為400 r/min,200 mm/min時(shí),接頭的抗拉強(qiáng)度最高,達(dá)到母材的95.9%,S線對(duì)接頭拉伸性能無影響。熱影響區(qū)的顯微硬度值最低,與接頭的斷裂位置一致。

攪拌摩擦焊近20年研究與發(fā)展情況概述/楊坤玉,等.焊接,2020(1):21-28.

針對(duì)中國(guó)裝備制造類企業(yè)在近20年中推廣應(yīng)用攪拌摩擦焊技術(shù)遇到的挑戰(zhàn)和難題,系統(tǒng)綜述了攪拌摩擦焊20多年來在裝備研制、攪拌工具研發(fā)、可焊材料、焊接工藝、產(chǎn)品應(yīng)用、焊接成形機(jī)理等應(yīng)用研究與基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的發(fā)展情況。通過對(duì)裝備制造類企業(yè)的系統(tǒng)調(diào)研,發(fā)現(xiàn)攪拌摩擦焊工程應(yīng)用推進(jìn)所面臨的瓶頸問題主要在于基礎(chǔ)性研究深度不夠、對(duì)中高端設(shè)備系統(tǒng)性力學(xué)要求把握不準(zhǔn)、高效低成本攪拌工具研發(fā)能力不足、高端專用工藝研發(fā)力量薄弱、操作技能型人才沒有系統(tǒng)培養(yǎng)規(guī)范等5個(gè)方面,并指出整合研究資源、加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、建立擁有從設(shè)備研制、工藝開發(fā)、來料加工、人才培訓(xùn)等整體解決方案的高科技公司是有效解決上述瓶頸問題的根本途徑,為攪拌摩擦焊接方法在中國(guó)裝備制造行業(yè)未來高效工程應(yīng)用和研發(fā)指明了方向。

鋁合金盒體的攪拌摩擦焊封裝/李澤陽(yáng),等.焊接, 2020(1):1-5.

對(duì)航空電子元件盒的攪拌摩擦連接封裝技術(shù)展開應(yīng)用研究。使用改造后的4軸攪拌摩擦焊接機(jī)床成功實(shí)現(xiàn)了大傾角下的盒蓋、盒身的矩形軌跡封裝焊接。各試驗(yàn)組焊縫均表面形貌良好,無宏觀缺陷,且滿足現(xiàn)有氣密性標(biāo)準(zhǔn)。各組盒體的高度最大變形量范圍為1.47~2.53 mm;隨著焊接速度的增加,盒體的最大高度變形量呈單調(diào)減小規(guī)律;隨著攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度的升高,最大高度變形量呈現(xiàn)先減小,后增大的規(guī)律。焊接熱輸入較小的兩組盒體耐壓極限較低,其內(nèi)部氣壓達(dá)到0.5~0.6 MPa時(shí),封裝軌跡的第一拐角后出現(xiàn)了撕裂狀開口。開口截面位置位于攪拌針后退側(cè)側(cè)面。在焊接熱輸入,轉(zhuǎn)角焊縫軌跡,攪拌針形狀等因素影響下,焊接封裝接頭上會(huì)存在微小的孔洞、隧道等缺陷。這些缺陷在應(yīng)力加壓情況下的擴(kuò)張、發(fā)展是泄漏的成因。

連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊制備鈦合金管件/席錦會(huì),等.焊接, 2020(9): 47-51.

采用連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊制備了Ti6246鈦合金、TA2純鈦管材及TC4鈦合金盲孔管,分析了焊接工藝參數(shù)對(duì)飛邊形貌的影響,著重分析了焊接接頭在熱處理?xiàng)l件下的組織特征與力學(xué)性能。研究結(jié)果表明,在該研究試驗(yàn)的焊接工藝參數(shù)范圍內(nèi),焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭的性能影響很小;Ti6246管材及TA2管材的摩擦焊系數(shù)可達(dá)0.99;,摩擦焊可以破碎焊合區(qū)組織,焊合區(qū)組織明顯比母材細(xì)小;摩擦焊后TC4盲孔管焊合區(qū)的組織類型發(fā)生改變,從魏氏體組織變?yōu)榫W(wǎng)籃組織,抗拉強(qiáng)度降低60 MPa,但焊接系數(shù)仍可達(dá)0.94,塑性和韌性優(yōu)于母材。

鋁/鋼異種金屬旋轉(zhuǎn)摩擦焊接研究現(xiàn)狀/朱瑞燦,等.焊接, 2020(12):1-10.

根據(jù)鋁/鋼異種金屬焊接冶金特點(diǎn)及旋轉(zhuǎn)摩擦焊接工藝特點(diǎn),分析認(rèn)為旋轉(zhuǎn)摩擦焊最適合鋁/鋼異種金屬軸對(duì)稱件焊接的工藝。分別介紹了連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊和慣性摩擦焊接工藝對(duì)鋁/鋼異種金屬焊接接頭的組織和性能的影響。總結(jié)了鋁/鋼異種金屬摩擦焊接技術(shù)研發(fā)中亟待解決的主要科學(xué)問題,鋁/鋼旋轉(zhuǎn)摩擦焊過程中摩擦界面及其附近劇烈的塑性流變對(duì)IMCs生成的影響規(guī)律和機(jī)制需要進(jìn)一步的研究;需要開發(fā)相應(yīng)的工藝措施促進(jìn)鋁/鋼接頭界面上形成以Fe-Al IMCs為標(biāo)志的冶金結(jié)合,并使IMCs層厚度均勻化。最終指明,研究揭示鋁/鋼摩擦界面IMCs生成機(jī)理、相的組成、形態(tài)、分布等冶金行為,對(duì)鋁/鋼旋轉(zhuǎn)摩擦焊接頭的組織性能調(diào)控具有重要意義,也是鋁/鋼異種金屬焊接結(jié)構(gòu)性能保證的理論基礎(chǔ)。

試樣狀態(tài)對(duì)線性摩擦焊接頭組織及性能的影響/季亞娟,等.焊接,2021(1): 56-60.

文中針飛機(jī)構(gòu)件常用的TC4鈦合金,分別研究了線切割表面、粗銑表面及磨制表面三種狀態(tài)焊前試件狀態(tài)對(duì)線性摩擦焊接頭成形、顯微組織、氧元素含量及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明三種狀態(tài)試件接頭成形良好。焊后的宏觀組織均分為母材區(qū)、熱力影響區(qū)、焊合區(qū),其中熱力影響區(qū)組織沿著受力方向被拉長(zhǎng)并發(fā)生了初生α相溶解,焊合區(qū)發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,晶粒內(nèi)部為細(xì)小的片層組織。線切割及粗銑狀態(tài)接頭氧元素含量沒有明顯增加,與磨制狀態(tài)接頭相當(dāng)。三種焊前狀態(tài)接頭的拉伸性能相當(dāng);Kt=1,R=0.06,550 MPa條件時(shí)三種接頭的疲勞壽命相當(dāng)。

異種合金慣性摩擦焊的研究現(xiàn)狀/劉瑩瑩,等.焊接, 2021(1): 35-41.

文中針對(duì)鋼與其他合金、鋁合金與其他合金、鈦合金與其他合金、高溫合金與其他合金的慣性摩擦焊的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述。主要對(duì)慣性摩擦焊的工藝參數(shù)選取、端面設(shè)計(jì)、焊前預(yù)熱、焊后熱處理等研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了綜述。并對(duì)異種合金慣性摩擦焊存在的問題進(jìn)行了分析總結(jié)。結(jié)果表明,采用合理選擇工藝參數(shù)、設(shè)計(jì)不同形狀的端面、添加中間過渡層、焊前預(yù)熱處理、焊后熱處理等方法獲得強(qiáng)度與母材相當(dāng)、焊接質(zhì)量較好的接頭。建議在后續(xù)的研究中,結(jié)合數(shù)值模擬對(duì)異種合金慣性摩擦焊的工藝參數(shù)及端面設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)接頭的元素分布及新相形成的種類與數(shù)量進(jìn)行調(diào)控,對(duì)焊接界面金屬的流動(dòng)行為進(jìn)行深入研究,以獲得具有綜合性能較好的異種合金慣性摩擦焊接頭。

鈦鋼復(fù)合板攪拌摩擦焊接接頭組織與力學(xué)性能/曹志明,等.焊接, 2021(2): 1-8.

采用攪拌摩擦焊對(duì)接工藝焊接厚度為2 mm的TA2-Q235B鈦鋼復(fù)合板。采用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察焊接接頭顯微組織及斷口形貌,并采用拉伸試驗(yàn)機(jī)和顯微硬度計(jì)測(cè)試焊接接頭力學(xué)性能及不同區(qū)域的顯微硬度。結(jié)果表明,鈦鋼復(fù)合板焊接接頭從上到下分為上部鋼焊接區(qū),中部鈦鋼混合區(qū)及下部鈦焊接區(qū)3個(gè)區(qū)域,其中鈦鋼混合區(qū)呈交替層疊狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)軸肩旋轉(zhuǎn)速度為300 r/min,焊接速度為40 mm/min時(shí),焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為386 MPa,達(dá)到母材強(qiáng)度的80%以上,焊接區(qū)域的硬度平均值為243.5 HV,焊接接頭斷裂源于結(jié)合較弱的前進(jìn)側(cè)熱機(jī)影響區(qū)域。

6082-T6鋁合金高焊接速度攪拌摩擦焊接頭微觀組織與力學(xué)性能/張欣盟,等.焊接, 2021(3): 1-4, 12.

研究了高焊接速度2 000 mm/min下6 mm厚6082-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭的組織與力學(xué)性能。結(jié)果表明,在高焊接速度下,鋁合金接頭成形良好,焊核內(nèi)部沒有缺陷。焊核區(qū)“S”線呈現(xiàn)出不連續(xù)分布狀態(tài),焊核區(qū)晶粒尺寸細(xì)化至10 μm,熱影響區(qū)的沉淀相粗化受到明顯抑制。接頭的最低硬度值明顯提高至72 HV,達(dá)到焊核區(qū)硬度水平(75 HV)。拉伸測(cè)試時(shí),接頭斷裂于熱影響區(qū),抗拉強(qiáng)度為262 MPa,達(dá)到母材的85%,優(yōu)于常規(guī)參數(shù)下接頭強(qiáng)度。研究表明,對(duì)鋁合金進(jìn)行高焊接速度攪拌摩擦焊,不僅可以提高接頭力學(xué)性能,而且可顯著提高焊接生產(chǎn)效率。

根部缺陷對(duì)攪拌摩擦焊接頭拉伸性能影響/周平,等.焊接, 2021(4): 52-56.

采用DIC觀察結(jié)合掃描電鏡觀察的方法對(duì)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)中有根部缺陷的攪拌摩擦焊6082-T6鋁合金焊接接頭進(jìn)行了分析,揭示焊接接頭根部缺陷對(duì)鋁合金攪拌摩擦焊接頭拉伸性能的影響。結(jié)果表明,隨著焊接速度增大,接頭根部易產(chǎn)生缺陷且缺陷嚴(yán)重情況會(huì)增加。由于根部缺陷的存在,導(dǎo)致6082-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭拉伸性能顯著降低,焊核區(qū)的承載能力降低,強(qiáng)度下降。拉伸斷口形貌為臺(tái)階狀,具有脆性的斷裂形貌特征,在臺(tái)階面上分布有淺而小的韌窩。

2219鋁合金雙軸肩攪拌摩擦焊工藝及工程應(yīng)用/李超,等.焊接,2021(5): 52-57.

針對(duì)5.4 mm厚度2219鋁合金,開展了浮動(dòng)式雙軸肩攪拌摩擦焊接試驗(yàn)及工程化應(yīng)用研究,采用低轉(zhuǎn)速、高焊速的工藝參數(shù),獲得了成形美觀、性能優(yōu)良的焊接接頭。焊縫超聲相控陣檢測(cè)及X射線檢測(cè)均滿足航天行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)焊縫的要求,接頭平均抗拉強(qiáng)度達(dá)到了母材性能的70%以上,斷后伸長(zhǎng)率達(dá)到6.5%以上。焊接接頭均為45°剪切韌性斷裂,塑性良好。整個(gè)焊縫截面呈上、下寬,中間窄的細(xì)腰形,焊縫兩側(cè)熱力影響區(qū)為拋物線輪廓,未出現(xiàn)焊核凸出現(xiàn)象。在前期大量試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,率先實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)在運(yùn)載火箭貯箱焊接生產(chǎn)上的工程化應(yīng)用,成功完成了某型號(hào)燃料貯箱筒段縱縫的焊接,焊縫順利通過了常溫液壓及液氮低溫試驗(yàn)考核。

AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接頭腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展行為/蘆麗莉, 等.焊接, 2021(5): 29-35.

文中研究了AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接頭的腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展行為。結(jié)果表明,在1%NaCl溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù))中,AZ31鎂合金接頭各區(qū)域的腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值和強(qiáng)度均低于在空氣環(huán)境中的結(jié)果,但裂紋擴(kuò)展速度較高。在空氣環(huán)境下,在裂紋擴(kuò)展起始階段,母材區(qū)域門檻值最低,裂紋最容易擴(kuò)展,而在裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展區(qū)域,焊核區(qū)域的裂紋擴(kuò)展速率最快,為da/dN=7.80×10-6(ΔK)2.78,前進(jìn)側(cè)熱力影響區(qū)的裂紋擴(kuò)展速率最慢,為da/dN=1.94×10-5(ΔK)1.73。在腐蝕疲勞環(huán)境下,母材區(qū)域的門檻值最小,最容易發(fā)生擴(kuò)展行為,進(jìn)入穩(wěn)定擴(kuò)展階段時(shí),后退側(cè)熱力影響區(qū)擴(kuò)展最快,為da/dN=3.12×10-4(ΔK)1.71,焊核區(qū)域擴(kuò)展最慢,為da/dN=2.78×10-4(ΔK)1.50。AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接頭各區(qū)域的腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展機(jī)理主要是裂紋尖端的陽(yáng)極溶解和氫脆機(jī)理。裂紋擴(kuò)展路徑曲折復(fù)雜,裂紋中部發(fā)現(xiàn)裂紋“閉環(huán)”和分叉形貌,裂紋尾部細(xì)小,出現(xiàn)裂紋“跳躍”情況,裂紋尖端附近的施密特因子分布不均勻,裂紋尖端附近的組織整體呈現(xiàn)較軟的取向,裂紋總是沿著易于滑移的軟取向組織擴(kuò)展。

2219鋁合金薄板拉拔式摩擦塞焊工藝及力學(xué)性能優(yōu)化/趙慧慧,等.焊接, 2021(6): 48-55.

針對(duì)5.5 mm厚2219鋁合金拉拔式摩擦塞補(bǔ)焊工藝及接頭力學(xué)性能進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)了4種不同幾何形狀的塞棒,通過試驗(yàn)確定了優(yōu)化的塞棒幾何形狀和尺寸:塞棒為圓弧形(R=50 mm)、小端直徑32 mm、圓錐段長(zhǎng)度16.17 mm。在焊接轉(zhuǎn)速7 000 r/min、軸向拉力30 kN、軸向進(jìn)給量10 mm的工藝參數(shù)下獲得了成形良好的接頭。顯微組織分析表明,塞棒與母材界面結(jié)合良好,毗鄰結(jié)合界面的母材側(cè)晶粒發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,熱機(jī)械影響區(qū)晶粒沿著塞棒的擠壓方向被拉長(zhǎng)。正交試驗(yàn)及分析結(jié)果表明,在焊接轉(zhuǎn)速、軸向拉力和軸向進(jìn)給量3個(gè)主要焊接參數(shù)中,焊接轉(zhuǎn)速對(duì)接頭強(qiáng)度的影響最大,軸向拉力次之,軸向進(jìn)給量最小。當(dāng)焊接轉(zhuǎn)速達(dá)到7 000 r/min以上時(shí),提高焊接軸拉力有助于提高焊接接頭的抗拉強(qiáng)度。文中所獲得焊接接頭的最優(yōu)抗拉強(qiáng)度為357 MPa,相當(dāng)于母材抗拉強(qiáng)度的76.7%。在界面結(jié)合質(zhì)量良好的情況下,塞補(bǔ)焊接頭拉伸斷裂位置為熱機(jī)械影響區(qū),斷口表面呈韌性特征。

2195鋁鋰合金焊接缺陷固相準(zhǔn)等強(qiáng)修復(fù)技術(shù)/劉立安,等.焊接, 2021(6): 24-27.

針對(duì)2195鋁鋰合金攪拌摩擦焊(Friction stir welding, FSW)焊后匙孔缺陷,采用填充式攪拌摩擦焊(Filling friction stir welding, FFSW)開展固相準(zhǔn)等強(qiáng)修復(fù)。該方法熱輸入低,界面處材料相互擠壓,摩擦充足,材料流動(dòng)混合充分,界面結(jié)合質(zhì)量高。結(jié)果表明,通過額外填充棒的引入,匙孔缺陷得到有效填充,且攪拌摩擦處理有利于對(duì)修復(fù)區(qū)域的二次頂鍛,促進(jìn)修復(fù)界面的冶金結(jié)合效果。通過焊接工藝參數(shù)優(yōu)化,當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度為1 600 r/min時(shí),修復(fù)后接頭的抗拉強(qiáng)度為358.1 MPa,達(dá)到了優(yōu)質(zhì)FSW接頭的90.7%;斷后伸長(zhǎng)率為3.17%,達(dá)到了優(yōu)質(zhì)FSW接頭的90.6%,實(shí)現(xiàn)了2195鋁鋰合金的固相準(zhǔn)等強(qiáng)修復(fù)。

對(duì)接間隙對(duì)雙軸肩攪拌摩擦焊接頭成形與性能的影響/李充,等.焊接, 2021(9): 5-9, 27.

利用雙軸肩攪拌摩擦焊能夠成功實(shí)現(xiàn)鋁合金中空及密閉結(jié)構(gòu)的焊接,但在實(shí)際焊接過程中由于板材制造精度誤差或裝配間隙等問題會(huì)降低接頭的成形和力學(xué)性能。針對(duì)該問題,文中研究了0~1.0 mm的對(duì)接間隙對(duì)4.0 mm厚6082-T6雙軸肩攪拌摩擦焊接頭成形和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,隨著對(duì)接間隙的增加,上下軸肩之間的金屬難以完全填充焊縫,在"擠壓-抽吸"作用下,下軸肩作用區(qū)容易產(chǎn)生孔洞缺陷,降低焊接接頭的力學(xué)性能。當(dāng)攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度為700 r/min、焊接速度為300 mm/min、對(duì)接間隙為0~0.3 mm時(shí)焊接接頭成形和力學(xué)性能較好。

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