目的研究焊前及焊后热处理(950℃+1 h+AC/540℃+6 h+AC)对TC11钛合金线性摩擦焊接头组织演变和力学性能的影响。方法采用光镜、扫描电镜、显微硬度及拉伸试验对不同热处理条件下的接头进行了组织分析和力学性能测试。结果金相结果表明,焊前热处理对焊接过程中接头的组织演变影响较小。在焊态和焊前热处理接头的焊接中心区域(WCZ)观察到类似的马...
目的探究TA+TB钛合金组合的线性摩擦焊(LFW)接头组织及力学性能特点。方法进行了TA19/TB2异质接头LFW焊接试验。利用光学显微镜及扫描电镜观察分析了接头微观组织特征,利用拉伸试验机及显微硬度计测试分析了接头力学性能。结果 TA19侧焊缝区为动态再结晶形成的等轴细晶组织,晶内析出了针状α’及细小片层α,热力影响区晶粒发生了不同程度的变形,在...
目的提高及改善目前轨道连接与修复的质量。方法采用线性摩擦焊(LFW)的方法,对高碳轨道钢(U71Mn)在不同参数下进行了焊接试验,并对其微观组织和力学性能进行了表征。结果焊接参数对接头质量起着决定性的作用。根据焊后接头的微观组织差异,可将其分为4个部分:焊缝中心区(WCZ)、热力影响区(TMAZ)、热影响区(HAZ)和母材(BM)。BM为珠光体和上贝氏体...
目的深入分析钛合金线性摩擦焊接过程,掌握焊接参数变化时各摩擦阶段过程参量的变化规律及其与接头质量的关系。方法采用不同摩擦压力进行TB2钛合金线性摩擦焊接试验,基于信号采集获得了焊接过程典型参量的变化曲线。结果曲线特征分析表明,摩擦压力40 MPa时,在设定时间内未达到稳定摩擦阶段,曲线特征异常,接头明显未焊合。随摩擦压力增大至70和1...
目的改善2 mm厚AA2524回填式搅拌摩擦点焊(RFSSW)接头的成形和力学性能。方法采用不同扎入深度和不同转速进行焊接,焊后对接头的孔洞大小、套筒退出线上的裂纹长度和拉剪强度进行对比,获得扎入深度和转速对接头成形和拉剪强度的影响规律。结果扎入深度为2.6 mm时,接头孔洞较小,断裂载荷较高。随着转速的增加,接头孔洞逐渐减小,套筒退出线的裂纹...
目的研究焊点数量及分布对回填式搅拌摩擦点焊接头力学性能的影响。方法选取2 mm的2219-O和8mm的2219-CS铝合金板,采用试验研究和数值模拟相结合的方式,研究不同焊点数量(2点、3点和4点)及焊点分布对回填式搅拌摩擦点焊接头力学性能的影响,以及在拉剪力作用下接头的应力分布状态。结果多点接头成形良好,无飞边、毛刺产生;随着焊点数量的增加,接...
目的研究铝合金与镀锌钢板回填式搅拌摩擦点焊界面组织演变机制与焊接工艺参数对力学性能的影响规律。方法采用连续焊接和改变焊接工艺参数的方法,分析了焊具自摩擦对焊接温度和接头力学性能的影响。采用电镜研究了铝合金与镀锌钢板连接界面的显微组织分布和焊接工艺参数对焊接温度及接头力学性能之间的内在关系。结果焊具的自摩擦及重复性预热...
目的研究搅拌头转速和轴套下压量对异质铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头的组织及力学性能的影响。方法采用回填式搅拌摩擦点焊技术对7050铝合金和2524铝合金进行搭接焊试验,焊接完成后利用光镜、体式显微镜、扫描电镜对组织进行观察,另外,测试拉伸剪切载荷和显微硬度分布,最后对断裂行为进行了研究。结果接头区域可以分为焊核区、热力影响区、热影...
目的研究2524铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头不同焊接区域的耐腐蚀性能。方法采用晶间腐蚀实验结合电子扫描显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)技术,分析了焊缝处不同区域的微观形貌、腐蚀形貌及腐蚀深度,并对腐蚀机理进行了讨论。结果搅拌区内的晶粒最为细小,热影响区的晶粒尺寸最大。搅拌区主要为点蚀,最大腐蚀坑深度为2.45μm;热影响区则发生剥落腐蚀,最...
目的提高焊接热输入及接头力学性能,研究回填式搅拌摩擦点焊的最佳焊接工艺参数。方法在传统搅拌摩擦点焊产热基础上,结合回填式搅拌摩擦点焊搅拌头具体运动形式,将产热功率对时间进行积分,得到热输入解析方程,测得不同热输入下接头孔洞大小与力学性能,获得热输入对界面孔洞大小与力学性能的影响规律。结果在其他焊接参数不变的条件下,随着转速...
目的利用水浸聚焦超声C扫描对2524铝合金回填式搅拌摩擦点焊(RFSSW)接头进行检测并完成缺陷识别。方法以A扫描时域信号为对象,绘制能量谱与金相作对照,确定焊合区;分析未焊合、聚集型孔洞及弥散型孔洞的时域和频域波形特征,并对频域信号进行小波分析,提取特征量。结果缺陷区反射回波的归一化能量不低于0.02;不同形式的缺陷(聚集型孔洞、弥散型孔...
目的分析焊接接头温度场、应力场的分布情况,并着重讨论焊接转速对接头孔洞分布规律的影响。方法基于ABAQUS有限元分析软件,对2524-T3铝合金回填式搅拌摩擦点焊过程进行了模拟,分析了焊接过程中材料内部温度场、应力场及焊点底部孔洞的变化情况,并在此基础上采用小孔法对焊点周围残余应力进行了测量,与模拟结果进行了对比分析。结果焊接转速由22...
目的研究2.5 mm厚的7050-T74511铝合金回填式搅拌摩擦点焊工艺参数,焊点组织与力学性能之间的关系。方法通过显微组织观察和断口扫描,分析接头形貌特征和缺陷对断裂模式的影响。通过拉伸剪切测试,分析工艺参数与力学性能之间的关系。采用三因素三水平BBD响应面法进行工艺优化,建立拉剪失效载荷与工艺参数之间的二阶响应模型并求得最优工艺。结果...
回填式搅拌摩擦点焊作为一种新型的固相连接技术,在船舶、汽车、列车、航空航天制造等领域,有望成为替代电阻点焊、铆接等传统连接方式的新技术,受到国内外学者的关注研究。在大量文献分析的基础上,对铝合金回填式搅拌摩擦点焊的搅拌工具、接头组织和力学性能、异种材料焊接等方面的研究进行了总结。研究表明,接头的剪切性能和断裂模式主要与接...
目的研究回填式搅拌摩擦点焊的产热机理。方法利用DEFORM-3D有限元软件对焊接过程进行了数值模拟,得到了不同位置的温度循环和不同时刻的温度场,并通过改变搅拌头转速,研究了不同转速下接头的温度循环和温度场。结果在套筒达到最大下扎深度附近测试点温度最高,最高温度分布在套筒下方金属;在水平方向,离焊点中心越近,温度上升速率越快,峰值温度...
目的研究0.8 mm厚2024铝合金薄板在高转速搅拌摩擦搭接(FSLW)时对其焊接界面的影响规律。方法通过采用铜粉作为标记材料,探究了高转速FSLW接头的微观组织、焊接界面形成及迁移的特征,揭示了高转速FSLW接头中转速对焊接界面迁移的影响规律。结果焊接界面是由于原始界面上距焊缝中心线约轴肩半径距离的两侧金属因受到的热循环和机械力不足,难以形...
目的研究铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头温度场和流场规律。方法以2024铝合金为研究对象,借助FLUENT软件,综合考虑了温度和应变速率对铝合金粘度的影响,采用修正的本构模型,分析了典型双轴肩搅拌摩擦焊接条件下接头温度和速度特征。结果搅拌头边缘,应变速率较大,接近1000 s-1;温度场呈现出对称的哑铃状分布,最高温度为751K,达到2024铝合金熔点的83%...
铝合金搅拌摩擦焊技术广泛运用于航空航天、汽车、船舶等制造领域,在国防工业的发展中扮演着重要角色,而超声波检测技术在对搅拌摩擦焊接头质量评估和控制方面起着不可或缺的作用。综述了铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷的超声检测方法。介绍了接头缺陷的复杂多样的特点,分别阐述了超声检测A信号分析,超声C扫检测和超声相控阵检测方法在搅拌摩擦焊缺陷...
目的研究镁合金高转速搅拌摩擦焊工艺及其对组织与性能的影响规律。方法采用光学显微镜观察以及拉伸性能测试等方法,探索了1.5 mm厚AZ31B镁合金高转速搅拌摩擦焊接工艺,对其接头组织与力学性能进行了测试分析。结果采用6000 r/min转速时,随着焊速从600 mm/min降低至100 mm/min,焊接接头隧道型孔洞缺陷消失;采用600 mm/min焊速时,2000~4000 r/min...
目的为了拓展搅拌摩擦焊技术应用,对薄板搭接结构高速搅拌摩擦焊工艺优化与工程应用提供借鉴与指导。方法采用圆锥无螺纹搅拌针,进行了6061铝合金薄板搭接高速搅拌摩擦焊接,对接头界面缺陷及其断裂模式进行分析,探讨了转速对6061铝合金薄板搭接接头成形及性能的影响规律。结果发现在无螺纹圆锥搅拌针、高转速(6000~9000 r/min)条件下,接头塑性金...
目的研究7050铝合金搅拌摩擦焊接头中隧道缺陷及未焊透缺陷的行程规律及其对接头性能的影响。方法采用预制间隙、改变搅拌针长度等方法获得了搅拌摩擦焊隧道缺陷及未焊透缺陷,通过金相分析、力学性能测试对缺陷及接头性能进行了分析。结果相比隧道缺陷,根部未焊透缺陷对接头性能的影响更大,压入量对隧道、未焊透缺陷有重要影响,板厚5 mm,搅拌针...
目的研究冷喷涂过程中喷嘴材料对粒子加速行为的影响。方法建立喷嘴内外壁的几何模型,设定喷嘴几何尺寸及边界条件,划分喷嘴入口、收缩段、喉部及扩张段的网格,采用模拟软件Fluent 14.5进行模拟分析。结果在冷喷涂过程中,喷嘴内部包含高温气体、室温粒子流及喷嘴内壁的热交换,导热系数最低的喷嘴材料(陶瓷)的喷嘴内壁温度最低,气流和粒子的热损...
目的进一步提高铝合金构件的散热能力。方法采用冷喷涂技术在铝合金试件表面上制备了纯铜涂层。借助光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验、三点弯曲试验和激光闪射法等试验,研究铝合金表面铜涂层微观组织和性能,并探究热处理铜涂层组织形貌、抗弯强度以及导热系数的影响。结果铜涂层与铝合金基体形成了良好的结合,纯铜涂层导热系数能达到纯铜...
磁流变弹性体作为一种可以有效感应磁场作用、弹性模量可控的先进智能材料,在航空航天制造工程领域具有重要的应用前景。首先分析了基于磁流变成形介质的复杂曲面板材及管材构件的基本成形机理。另外阐述了磁流变弹性体的研究进展,包括其制备工艺、性能以及柔性介质压力成形工艺。最后,基于磁流变弹性体的复杂曲面构件精密成形关键技术,从弹性体...
目的对铝板和铜板进行外导槽式磁脉冲焊接,研究不同晶粒度的母材对焊接接头界面形貌和力学性能的影响。方法采用万能拉伸试验机、扫描电镜、EDS能谱以及显微硬度计等分析方法,观察焊接接头界面形貌,测试焊接接头的力学性能。结果在电压9 kV,间隙2 mm的条件下,获得了铝板和不同退火温度的紫铜板外导槽式磁脉冲焊接接头;铜母材的晶粒度大小会影响...
目的针对液压支架立柱表面处理提出了新一代"激光包覆焊"新思路,着重探讨高熵合金AlCoCrCuFeNi作为薄带材料的可行性。方法采用真空熔炼的方法制备高熵合金AlCoCrCuFeNi的铸锭,用光纤激光器对AlCoCrCuFeNi高熵合金进行单道焊接和连续多道表面重熔。通过金相显微镜观察重熔层的表面形貌、X射线衍射仪进行物相分析、显微硬度计测定硬度,并进行摩擦...
李文亚,男,1976年生。西北工业大学材料学院教授,博士生导师,陕西省摩擦焊接工程技术重点实验室主任。入选2008年度教育部新世纪优秀人才,2015年度西北工业大学翱翔青年学者。十几年来,针对国家航空航天等重要领域先进金属结构材料成形制造、防护与修复等重要需求,围绕摩擦焊接、冷喷涂等极端非平衡、强烈热力耦合条件下的固相连接方法,系统开展...
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