搅拌摩擦焊是一种新型的固相焊接技术,目前国内外的研究主要集中在工艺、组织、力学性能等方面,而有关搅拌摩擦焊缝内部残余应力的研究相对较少。由于检测设备的限制,国内主要采用有损检测方法,无损检测方法却很少。详细综述了国内有关搅拌摩擦焊件内部残余应力测试的钻孔法、云纹干涉法,以及国内外无损检测方法中的X射线衍射法、中子衍射法和高...
搅拌摩擦焊是一种高效环保的固相连接技术。搅拌摩擦点焊是在传统的搅拌摩擦焊上发展起来的一种新型点连接技术,与传统的电阻点焊等连接方法相比具有诸多优势。目前国内外搅拌摩擦点焊工艺在航空及汽车等工业领域有广泛的应用,但是其成形机理并不清楚。基于已发表的文献,详细综述了在搅拌摩擦点焊过程中,材料的流动模型以及数值模拟等方面的研究...
搅拌摩擦焊接已经成为材料成形领域主要的固相连接工艺技术。在简要回顾搅拌摩擦焊及其衍生焊接技术研发现状的基础上,综述了近年来国内外开展的第二能量辅助搅拌摩擦焊的研究现状,主要包括激光、电弧、感应、电流、超声等能量辅助搅拌摩擦焊技术。进而着重综述了超声振动辅助搅拌摩擦焊的研究进展,介绍了目前出现的3种超声振动在搅拌摩擦焊中的...
为进一步优化焊接工艺,提高铝/镁异种金属搅拌摩擦焊接头的性能,促进铝/镁异种金属结构在航空航天、轨道交通、汽车工业等领域的广泛应用,综述了近5年来国内外铝/镁异种金属搅拌摩擦焊接的最新研究成果,对焊接工艺参数、接头的力学性能、微观组织以及异种金属搅拌摩擦焊的新工艺进行了总结和分析。国内外大量研究结果表明,通过选择合适的工艺参...
铝/钢异种金属连接结构在国防领域和国民生产、生活中更加广泛应用的前提,是获得良好的接头综合性能,但铝/钢焊接时易出现裂纹、金属间化合物等,严重影响了焊接接头质量。摩擦焊作为一种低温高效的固相连接方法,在新材料连接、高性能装备制造等领域受到了高度重视。其中,搅拌摩擦焊由于其可焊接头形式丰富而被重点关注。从搅拌摩擦焊的接头形式...
搅拌摩擦焊是一种固相连接技术,具有低应力、小变形、绿色环保等优点。在航空、航天等领域广泛应用的钛合金材料的搅拌摩擦焊技术,是目前国内外研究的热点与难点。主要从焊接接头的显微组织、力学性能、搅拌头磨损和复合工艺这几个方面,介绍了钛合金搅拌摩擦焊的研究进展,并对该技术未来的发展趋势进行了展望。
搅拌摩擦焊技术已经成功应用于铝合金等低熔点材料的焊接,但针对钛及钛合金等高熔点材料的研究仍在进行之中。从焊具设计、接头显微组织与力学性能和焊接过程仿真等方面综述了钛及钛合金搅拌摩擦焊国内外研究进展,为搅拌摩擦焊技术应用于钛及钛合金提供参考。
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...
研究了焊接过程中热循环、焊后腐蚀和自然时效对2024铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头力学性能的影响。结果表明,同一焊缝不同位置的力学性能存在一定的差异,靠近插入点位置的屈服强度和抗拉强度明显低于其他位置,之后不断升高,趋于稳定,屈服强度和抗拉强度的最大值分别约为310 MPa和415 MPa;随着自然时效时间的增加,接头屈服强度和抗拉强度在前2个月...
搅拌摩擦焊属于精密的加工技术,对焊前装配精度要求比较高,装配精度的高低会直接影响焊缝性能的优劣。基于这一背景,研究了装配过程中对接间隙和板厚差对铝合金搅拌摩擦焊焊缝表面成形、内部成形以及力学性能的影响。研究表明:FSW工艺对对接间隙存在1.1 mm的容限,在0~1.1 mm的对接间隙内,焊接接头与无缺陷接头的力学性能比较接近,当对接间隙高于...
目的在保证搅拌速度一定时,针对8 mm厚的7A52铝合金,在不同焊接速度下采用搅拌摩擦焊(FSW)进行焊接试验,研究其焊接接头的显微组织及力学性能。方法利用搅拌摩擦焊机进行对接焊接,焊后制取金相试样观察焊接接头宏观形貌和显微组织,并测定其力学性能。结果7A52铝合金FSW焊接接头焊核区的面积随着焊接速度的增大而增大,当焊接速度为250mm/min时,焊...
目的研究搅拌摩擦加工工艺在材料组织性能方面的改进作用。方法采用搅拌摩擦加工对7A60铝合金在不同参数下进行了实验研究,并通过测试手段研究了加工后材料的组织与性能。结果通过对比实验前后材料组织及性能,达到了材料改性的目的。结论搅拌摩擦加工作为一种大塑性变形工艺,在未来有更加广泛的应用空间。
目的研究柔性材料的熔融沉积(Fused Deposition Modeling,FDM)快速成形工艺。方法通过理论推导和实验研究的方法,针对柔性材料的FDM技术做了初步的探讨。结果柔性材料FDM工艺,相对于硬质材料来说,其进丝量需要更加精准的控制,进丝齿轮旋转角速度和打印速度、打印层厚呈正比关系,其比例系数取决于喷嘴直径、齿轮外径以及所使用丝材直径;同时,打印...
目的研究支管直径大小对T型三通管在充液成形过程中的影响。方法在Dynaform软件中建立了有限元模型,对T型三通管的成形过程进行了数值模拟,并进行了相关实验对比。结果随着支管直径的减小,主管端部的壁厚增大,主管壁厚最厚处逐渐从主管背部转移到主管侧壁处,支管直径越小,壁厚最厚处位置越靠上。支管直径较小的T型三通管的壁厚分布更加不均匀,壁...
目的利用充液成形工艺成形普通拉深工艺难成形的大拉深比筒形件。方法通过理论公式计算了冷冲压工艺成形该制件的道次,利用有限元软件Dynaform对充液成形过程进行了3个步骤模拟,并研究了第1步拉深时初始反胀高度对成形制件减薄率的影响规律。结果利用理论公式计算,传统冲压方法成形拉深比为3.2的筒形件至少需要5个道次,而采用被动式充液成形方法...
目的研究楔横轧凹心产生的原因以及变温度场对端面凹心的影响。方法采用数值模拟的方法,详细分析了楔横轧变形规律下凹心产生的原因。同时利用Deform-3D用户子程序方式,给轧件端部添加一定形式的变温度场,分析了变温度场改善凹心缺陷的机制;研究了变温区表面温度与变温度场长度对凹心深度的影响。结果楔横轧凹心是由轧至极限料头长度Imin时,端面...
目的研究空心阶梯轴温挤压成形的可行性。方法根据空心阶梯轴的结构特点,确定了成形方案,并利用Deform-3D软件进行了有限元数值模拟分析,对成形方案进行了验证。结果根据模拟结果得出,锻件的成形效果较好,没有出现充不满和折叠等缺陷,尺寸精度也较好。结论采用温挤压成形工艺成形空心阶梯轴,获得了满足尺寸要求的空心阶梯轴,成形过程稳定可靠,成...
目的为商用聚变堆包层第一壁生产提供新的加工思路和参考方法。方法在不同工艺参数条件下进行了某牌号低活化马氏体钢U形件的成形实验;分析了挤压温度、挤压速度和圆角半径对某牌号低活化马氏体钢U形件成形效果的影响。结果试件的尺寸精度达到要求,U型流道直壁厚度尺寸误差不大于7.6%,直壁高度误差不大于8.0%,截面面积误差小于4.5%,保证了流道的...
目的探索拥有极小圆角的某复杂截面带轮的成形工艺。方法根据零件的结构特点,先后制定了三种成形方案,利用有限元技术对每一方案展开数值模拟分析,最后进行物理实验验证。结果一道次成形时零件中心侧壁易出现破裂缺陷;采用两道次成形时,整形道次零件上的极小内圆角处易出现削料现象。结论采用正反复合拉深→预成形→终整形的三道次成形方案,所得...
目的设计双孔壳体成形工艺方案,生产出合格产品。方法运用数值仿真方法,模拟双孔壳体成形过程,分析其成形趋势、应变图和应力图等,为工艺设计提供理论支撑。结果通过模拟仿真计算,优化和验证了双孔壳体挤压工艺方案的可行性和合理性。结论通过工艺方案分析、有限元模拟计算,确定了双孔壳体最终成形方案,并且制作出了合格的产品。
目的研究St16钢板矩形盒拉深的成形性能。方法在St16冷轧薄板进行单轴拉伸试验的基础上,利用有限元软件eta/DYNAFORM,分析了分块变压料力控制技术与优化板坯形状两种工艺方案对矩形盒拉深成形性的影响。结果分块变压料力与优化板坯形状均可以提高矩形盒的极限拉深深度,且优化板坯形状的效果更好。两种方案的综合应用能大幅度地提高矩形盒件的拉...
目的研究均匀化、挤压及时效热处理对Mg-5Gd-4Y-0.3Zr合金组织和力学性能的影响。方法制备了Mg-5Gd-4Y-0.3Zr合金铸棒,并进行了均匀化处理和热挤压处理。对不同状态的试样进行了拉伸试验,观察了金相显微组织,采用X射线衍射方法进行了结构分析。结果铸态合金组织主要由α-Mg基体和第二相Mg5(Gd,Y)组成;经过均匀化处理后,合金的第二相发生了完全回...
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