2195铝锂合金填充式摩擦点焊接头显微组织与力学性能 被引量：3

1

作者 张成聪 沈小丽 +1 位作者 封小松 郭立杰 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期22-26,共5页

研究了2195铝锂合金填充式摩擦点焊不同焊接时间对接头力学性能的影响，对典型接头微观组织进行了分析和横截面显微硬度测试．实验结果表明，预热时间在0．2～1．4s时，焊点剪切拉伸抗力与十字托伸抗力均先增大后减小；焊接时间在1．8—... 研究了2195铝锂合金填充式摩擦点焊不同焊接时间对接头力学性能的影响，对典型接头微观组织进行了分析和横截面显微硬度测试．实验结果表明，预热时间在0．2～1．4s时，焊点剪切拉伸抗力与十字托伸抗力均先增大后减小；焊接时间在1．8—3．2s之间时，焊点剪切拉伸抗力与十字拉伸抗力均增大；摩擦点焊接头可分为焊核区、竖直面热机影响区、水平面热机影响区三个典型区域，其中竖直面热机影响区与焊核区的连接界面为接头的薄弱环节；焊核区发生了较大程度的软化． 展开更多

关键词 铝锂合金 填充式摩擦点焊 显微组织 力学性能

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激光熔覆法制备Al_2O_3-TiO_2涂层的显微组织与性能研究 被引量：5

2

作者 潘斌 李崇桂 +3 位作者 黄旺华 王恩庭 宋晓航 封小松 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期65-68,72,共5页

采用预置粉末式激光熔覆法在钛合金（Ti-6Al-4V）表面开展了Al2O3-13%（质量分数）TiO2涂层的研究。利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射分析仪（XRD）和显微硬度计研究了激光熔覆熔池的特征和涂层的显微结构,分析... 采用预置粉末式激光熔覆法在钛合金（Ti-6Al-4V）表面开展了Al2O3-13%（质量分数）TiO2涂层的研究。利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射分析仪（XRD）和显微硬度计研究了激光熔覆熔池的特征和涂层的显微结构,分析了涂层的成分分布、相组成和显微硬度分布情况。预置粉末激光熔覆制备的Al2O3-13%（质量分数）TiO2涂层界面结合良好,涂层组织均匀,没有明显的裂纹和气孔。激光熔覆涂层表现出明显流线型特征,熔覆层截面分为热影响区、扩散结合区和涂层区。涂层由Ti、AlTi3、α-Al2O3和γ-Al2O3等相组成。涂层的显微硬度达到1000～1300HV（0.3）,比基体硬度360～390HV（0.3）高2倍。 展开更多

关键词 激光熔覆 陶瓷涂层 显微组织 表面改性

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轴肩型面对角接接头静轴肩搅拌摩擦焊缝成形的影响 被引量：2

3

作者 夏佩云 尹玉环 +4 位作者 董吉义 吕红亚 王春明 赵慧慧 封小松 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第13期96-101,共6页

设计了钝角与圆角两种型面的静轴肩搅拌工具,通过采用7A52与7B52异种材料进行试验,分析两种搅拌工具作用下焊缝成形和材料流动特点,进而分析对不同焊接参数(焊接转速、焊接速度、压入量)对焊缝成形的影响。结果表明,前进侧材料向下流动... 设计了钝角与圆角两种型面的静轴肩搅拌工具,通过采用7A52与7B52异种材料进行试验,分析两种搅拌工具作用下焊缝成形和材料流动特点,进而分析对不同焊接参数(焊接转速、焊接速度、压入量)对焊缝成形的影响。结果表明,前进侧材料向下流动在顶部形成瞬时空腔,圆角型面轴肩有利于焊缝顶部材料补给前进侧的空腔,在极小压入量0.05mm、焊接转速1000r/mm、焊接速度100~200mm/min范围内均可获得表面光洁、无缺陷的接头;钝角型面轴肩由于不利于补给前进侧的空腔,在前进侧顶部与顶角位置产生缺陷,即使改变工艺参数也无法消除顶角缺陷。 展开更多

关键词 角接接头 静轴肩搅拌摩擦焊 顶角缺陷 材料流动 轴肩型面

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载人航天器结构件FSW制造工艺及应用 被引量：10

4

作者 封小松 徐萌 钱纪红 《载人航天》 CSCD 2011年第1期52-57,共6页

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)技术是铝合金最具优势的连接手段,是载人航天关键构件的焊接制造发展趋势。分析了载人航天焊接结构件特点,研究了实际结构件应用搅拌摩擦焊所需的关键技术,研究结果表明该关键工艺应用于载人航天... 搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)技术是铝合金最具优势的连接手段,是载人航天关键构件的焊接制造发展趋势。分析了载人航天焊接结构件特点,研究了实际结构件应用搅拌摩擦焊所需的关键技术,研究结果表明该关键工艺应用于载人航天结构件的焊接,实现了球状密封构件、大尺寸密封舱体的搅拌摩擦焊制造。 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 应用 密封构件

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6061铝合金激光焊温度场与应力场数值模拟研究 被引量：6

5

作者 康悦 占小红 +1 位作者 封小松 夏佩云 《上海航天（中英文）》 CSCD 2020年第6期58-63,68,共7页

为了解决激光焊接铝合金对接接头的质量问题,本文采用热-结构耦合有限元技术,建立了在移动高斯热源作用下的三维激光焊接温度场和应力应变场的计算模型。首先,利用有限元软件MSC.Marc模拟焊接过程中试片级试样的温度和应力的变化及其变... 为了解决激光焊接铝合金对接接头的质量问题,本文采用热-结构耦合有限元技术,建立了在移动高斯热源作用下的三维激光焊接温度场和应力应变场的计算模型。首先,利用有限元软件MSC.Marc模拟焊接过程中试片级试样的温度和应力的变化及其变形情况;其次,研究试样瞬态温度场和应力应变场的变化规律及其分布特征;最后,探讨激光功率和焊接速度对接头质量的影响规律。试验中所选取的激光功率和焊接速度等工艺参数均通过数值模拟进行优化,并根据优化后的工艺参数完成激光焊接4 mm厚6061-T6铝合金平板对接试验。通过对焊接接头形貌的观察及分析进行热源校核,结果表明:仿真计算得到的焊接熔池边界温度达到6061铝合金熔点以上,且其形状分布与实际试验所得焊缝边界基本吻合,从而验证了模拟结果的准确性和可靠性。 展开更多

关键词 6061铝合金 激光焊接 热-结构耦合 温度场 应力应变场

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铝合金-聚醚醚酮异种材料激光连接工艺特性 被引量：2

6

作者 夏佩云 孟遥 +5 位作者 沈浩然 吕红亚 刁磊 封小松 王春明 尹玉环 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第12期30-35,46,共7页

采用激光连接技术实现了2mm厚2195铝锂合金与3mm厚聚醚醚酮(PEEK)搭接,对比分析了铝合金焊前表面未处理与磷酸阳极氧化处理两种情况,不同工艺参数条件下接头外观成形、连接界面的微观形貌以及抗拉剪切破坏力情况。结果表明,2195-PEEK异... 采用激光连接技术实现了2mm厚2195铝锂合金与3mm厚聚醚醚酮(PEEK)搭接,对比分析了铝合金焊前表面未处理与磷酸阳极氧化处理两种情况,不同工艺参数条件下接头外观成形、连接界面的微观形貌以及抗拉剪切破坏力情况。结果表明,2195-PEEK异质接头的PEEK一侧可见“弧形”熔融区,对于表面磷酸阳极氧化处理的接头,该线形包络内可见大量尺寸不一的微小气孔,连接界面原始间隙消除形成有效连接;磷酸阳极氧化处理可显著提升接头结合强度,在激光功率1400W、扫描速度3mm/s时,可达到最大抗拉剪切破坏力4479N(PEEK试片宽度30mm),失效位置位于PEEK一侧,界面未被破坏;磷酸阳极氧化处理2195-PEEK激光直连接头界面形成了4μm厚度的过渡层,过渡层的厚度与磷酸阳极氧化膜厚度基本一致,Al、C元素浓度形成渐变过渡,推测该过渡层内形成“Al-O-PEEK”化学键,这是提高接头连接强度的重要原因。 展开更多

关键词 激光直连 异质接头 拉剪力 磷酸阳极氧化 化学键

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金属增材制造监测与控制技术研究进展 被引量：5

7

作者 郭立杰 许伟春 +4 位作者 齐超琪 任斐 封小松 赵凯 郝云波 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期365-377,共13页

金属增材制造技术凭借其柔性化定制能力和复杂构件成形优势,有望成为提升航天领域设计与制造能力的一项关键核心技术,但现阶段该方法仍然存在制造过程稳定性不足、制造质量实时检测困难、工艺参数实时调节技术成熟度有待提升等问题。本... 金属增材制造技术凭借其柔性化定制能力和复杂构件成形优势,有望成为提升航天领域设计与制造能力的一项关键核心技术,但现阶段该方法仍然存在制造过程稳定性不足、制造质量实时检测困难、工艺参数实时调节技术成熟度有待提升等问题。本文从增材过程信息感知、增材工艺优化决策、质量优化控制发展趋势三方面详细阐述了金属增材制造监测技术的研究进展,论证了高性能结构件增材成形过程中工艺变量-过程参量-成形质量调控的发展必要性,并就增材过程监测技术的发展趋势做出了思考与展望。 展开更多

关键词 金属增材制造 过程监测 工艺优化 闭环控制

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铝合金空间热辅助搅拌摩擦焊技术 被引量：5

8

作者 许辉 封小松 徐奎 《载人航天》 CSCD 2016年第3期308-312,共5页

焊接作为一种重要的制造技术,对于大型空间结构与机构的在轨组装、维修具有重要意义。在总结国外空间焊接技术发展现状的基础上,提出了基于光源同轴加热辅助的空间搅拌摩擦焊技术,并利用激光进行了地面焊接装置研究与工艺试验。结果表明... 焊接作为一种重要的制造技术,对于大型空间结构与机构的在轨组装、维修具有重要意义。在总结国外空间焊接技术发展现状的基础上,提出了基于光源同轴加热辅助的空间搅拌摩擦焊技术,并利用激光进行了地面焊接装置研究与工艺试验。结果表明,采用无倾角光源同轴加热辅助搅拌摩擦焊技术,可实现铝合金的可靠焊接;辅助加热可提高焊接速度,降低缺陷发生率。该方法为我国空间焊接技术发展提供了一种新的思路和有益探索。 展开更多

关键词 空间焊接 搅拌摩擦焊 激光 辅助加热

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热源同轴辅助搅拌摩擦焊热过程数值分析 被引量：5

9

作者 许辉 封小松 +1 位作者 尹玉环 马子奇 《载人航天》 CSCD 2015年第3期243-248,共6页

针对空间环境焊接修复与组装需求,提出热源辅助固相焊接方法,以避免高真空与微重力空间环境的不利影响。该辅助热源采用激光同轴加热中空搅拌头,间接为焊缝提供热输入。在对激光束于搅拌头小孔中的反射与吸收行为进行分析的基础上,建立... 针对空间环境焊接修复与组装需求,提出热源辅助固相焊接方法,以避免高真空与微重力空间环境的不利影响。该辅助热源采用激光同轴加热中空搅拌头,间接为焊缝提供热输入。在对激光束于搅拌头小孔中的反射与吸收行为进行分析的基础上,建立复合焊接热源模型,对复合焊接过程温度场进行了数值计算。分析结果表明,加入激光辅助热源能将焊缝最高温度从394℃提高到511℃,激光热量主要加热搅拌针周围的材料,具有局部加热的特点;在相同条件下,辅助热源提高了焊接热输入,焊缝金属软化程度增加,为降低焊接作用力和提高焊接速度提供条件;仿真结果与实测结果对比的一致性说明复合焊接分析模型能够用于预测焊接过程的温度场,为优化工艺参数提供理论依据。 展开更多

关键词 辅助热源 搅拌摩擦焊 同轴复合 数值模拟

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2219铝合金无倾角式搅拌摩擦焊接头组织性能 被引量：8

10

作者 赵慧慧 李颖 +3 位作者 封小松 熊艳艳 胡蓝 郭立杰 《航空制造技术》 2015年第15期94-97,100,共5页

采用基于三轴联动系统的无倾角搅拌摩擦焊方法,研究了2mm厚2219铝合金焊接试验过程,重点分析了微观组织分布特点和接头力学性能。结果表明,采用内聚花纹锥形轴肩搅拌工具,实现了无倾角搅拌摩擦焊接过程,焊缝外观及内部质量良好,但搭接... 采用基于三轴联动系统的无倾角搅拌摩擦焊方法,研究了2mm厚2219铝合金焊接试验过程,重点分析了微观组织分布特点和接头力学性能。结果表明,采用内聚花纹锥形轴肩搅拌工具,实现了无倾角搅拌摩擦焊接过程,焊缝外观及内部质量良好,但搭接界面处存在Hook现象,在前进侧呈现先向上后向下弯曲,指向焊核区的纹路特征,而后退侧呈现了向上弯曲的Hook钩状纹路;2mm厚铝合金2219无倾角式搅拌摩擦焊搭接接头拉伸剪切抗力平均为5630N,与母材抗拉力的比值为75.7%;同时,通过试验证明了无倾角搅拌摩擦焊方法对曲线焊缝的适应性。 展开更多

关键词 铝合金 搅拌摩擦焊 无倾角 组织性能

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不锈钢与6061铝合金旋转摩擦焊接接头组织与力学性能 被引量：1

11

作者 许辉 夏佩云 +5 位作者 张选明 闫学文 朱帅 封小松 袁雅俊 周佳俊 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第11期66-70,共5页

采用旋转摩擦焊接技术进行了1Cr18Ni9Ti不锈钢与6061铝合金的焊接,分析不同工艺参数下钢铝旋转摩擦焊接头的焊缝成形、显微组织和力学性能。结果表明,不锈钢与铝合金的连接界面发生元素扩散并形成一定厚度的结合层,提高旋转速度能够增... 采用旋转摩擦焊接技术进行了1Cr18Ni9Ti不锈钢与6061铝合金的焊接,分析不同工艺参数下钢铝旋转摩擦焊接头的焊缝成形、显微组织和力学性能。结果表明,不锈钢与铝合金的连接界面发生元素扩散并形成一定厚度的结合层,提高旋转速度能够增加结合层的厚度,随着顶锻力的提高,结合层的厚度先增加后减小。钢铝界面处的铝合金晶粒发生拉长变形,出现晶粒细化现象。靠近接头界面处硬度相对较高,接头拉伸强度随着旋转速度和顶锻力的提高先增加后下降,在旋转速度为600 r/min,顶锻力为3.8 kN时获得1Cr18Ni9Ti不锈钢与6061铝合金接头抗拉强度值最高为262 MPa。断裂位置主要位于钢铝连接界面,部分位于铝合金侧,焊接断口存在小而浅的韧窝。 展开更多

关键词 不锈钢 铝合金 旋转摩擦焊 微观组织 力学性能

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SiC_p/Al复合材料与2024铝合金搅拌摩擦焊搭接接头的组织与性能 被引量：1

12

作者 宋学成 封小松 +1 位作者 崔凡 郭立杰 《航空制造技术》 2016年第1期139-142,共4页

采用搅拌摩擦焊对Si Cp/Al复合材料和铝合金异种材料的搭接进行了研究,并用光学显微镜和电子万能试验机对焊缝组织及力学性能进行了分析测试。结果表明:在合适的工艺参数下,可以获得较好的焊缝成形和无缺陷的焊缝组织。焊核区形成了明... 采用搅拌摩擦焊对Si Cp/Al复合材料和铝合金异种材料的搭接进行了研究,并用光学显微镜和电子万能试验机对焊缝组织及力学性能进行了分析测试。结果表明:在合适的工艺参数下,可以获得较好的焊缝成形和无缺陷的焊缝组织。焊核区形成了明显的洋葱环形貌,洋葱环下方是搭接区,其中Si C颗粒细小,分布均匀,由搭接区下部到上部Si C颗粒呈梯度过渡。随焊接速度增加,搭接区Si C颗粒尺寸有所增加,在焊接速度为80mm/min时有裂纹形成,而焊缝力学性能也有所下降。在焊接速度为10mm/min时,焊缝抗剪强度较高,达到81.8MPa。 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 铝合金SiCp/Al复合材料 组织 力学性能

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表面状态对铝锂合金填充式摩擦点焊接头性能的影响 被引量：1

13

作者 张成聪 李颖 +1 位作者 封小松 郭立杰 《航空制造技术》 2015年第S1期14-17,共4页

研究了不同表面处理状态对5A90铝锂合金填充式摩擦点焊接头性能的影响。结果表明,母材表面经过化学清洗的试样剪切拉伸抗力最大;表面状态影响搭接界面的有效承载面积,进而影响焊点的剪切拉伸性能,水平界面处的"虚焊"缺陷是降... 研究了不同表面处理状态对5A90铝锂合金填充式摩擦点焊接头性能的影响。结果表明,母材表面经过化学清洗的试样剪切拉伸抗力最大;表面状态影响搭接界面的有效承载面积,进而影响焊点的剪切拉伸性能,水平界面处的"虚焊"缺陷是降低焊点连接质量的最主要因素。 展开更多

关键词 铝锂合金 填充式摩擦点焊 显微组织力学性能

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电弧增材制造Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的研究 被引量：2

14

作者 郄默繁 何长树 +2 位作者 李送斌 尹玉环 封小松 《航天制造技术》 2023年第5期28-33,共6页

使用CMT-PADV、CMT-ADV和CMT-P三种电弧模式电弧增材制造(WAAM)了Al-Zn-Mg-Cu合金直壁墙,探究了不同电弧模式对直壁墙显微组织和力学性能的影响。结果表明,三种电弧模式下的WAAM直壁墙均由粗大柱状晶构成,晶界上分布着连续的Mg(Al,Zn,Cu... 使用CMT-PADV、CMT-ADV和CMT-P三种电弧模式电弧增材制造(WAAM)了Al-Zn-Mg-Cu合金直壁墙,探究了不同电弧模式对直壁墙显微组织和力学性能的影响。结果表明,三种电弧模式下的WAAM直壁墙均由粗大柱状晶构成,晶界上分布着连续的Mg(Al,Zn,Cu)_(2)共晶相,并且气孔率较高。粗大的柱状晶和晶界上连续的共晶相使直壁墙水平方向的拉伸性能,尤其是延伸率较差,并且其拉伸试样的断裂行为以沿晶断裂为主。CMT-PADV模式下直壁墙水平方向的拉伸性能最好,主要原因是该模式下直壁墙的气孔率最低,且柱状晶生长方向与拉应力方向的夹角最小。 展开更多

关键词 电弧增材制造 AL-ZN-MG-CU合金 电弧模式 微观组织 力学性能

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基于旁路分流等离子弧热源的中碳钢增材制造温度分布特性研究 被引量：1

15

作者 赵慧慧 周佳芬 +2 位作者 尹玉环 苗玉刚 封小松 《航天制造技术》 2019年第6期1-5,共5页

采用旁路热丝等离子弧作为热源,以中碳钢45钢板为基体进行电弧增材制造,并对该过程的温度分布特性进行研究。试验结果表明,旁路分流等离子弧增材制造过程中,熔覆层电弧熔池处温度最高,后方由于保护气的降温作用,后方温度先降后升;随旁... 采用旁路热丝等离子弧作为热源,以中碳钢45钢板为基体进行电弧增材制造,并对该过程的温度分布特性进行研究。试验结果表明,旁路分流等离子弧增材制造过程中,熔覆层电弧熔池处温度最高,后方由于保护气的降温作用,后方温度先降后升;随旁路电流和主路电流增加,熔覆层整体温度升高,母材热输入增加;随增材速度的增加,熔覆金属整体温度降低,其分布的基本特征不发生改变。层间温度升高,熔覆层整体温度升高。熔覆层正面峰值温度从1175℃升至1902℃。增加层间等待时间,降低层间温度,有利于整体熔覆层温度的控制。熔覆层的显微组织均由块状铁素体和珠光体组成,随着层间温度的增大,熔池冷却时间增长,晶粒二次长大较为明显,珠光体含量随之减小。 展开更多

关键词 温度分布 等离子弧 旁路分流 增材制造修复

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