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贮箱筒体多节筒段与长筒段搅拌摩擦焊接残余应力差异性研究 被引量:2
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作者 赵耀邦 陈波 +4 位作者 王建峰 历吴恺 李峻臣 林才渊 占小红 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期92-99,共8页
通过有限元模拟的方法,对火箭贮箱多节筒段、长筒段两种制造模式下的2219铝合金贮箱筒体进行建模,并通过试片级搅拌摩擦焊实验验证了模型的准确性,对比研究了二者的残余应力差异性。结果表明,多节筒段、长筒段筒体均在焊缝处发生应力集... 通过有限元模拟的方法,对火箭贮箱多节筒段、长筒段两种制造模式下的2219铝合金贮箱筒体进行建模,并通过试片级搅拌摩擦焊实验验证了模型的准确性,对比研究了二者的残余应力差异性。结果表明,多节筒段、长筒段筒体均在焊缝处发生应力集中,而多节筒段在最后一道焊缝的尾部应力集中现象尤为严重;多节筒段和长筒段筒体的纵焊缝和环焊缝交接处应力集中现象并不明显,多节筒段在完成第二道环焊缝后,应力得到轻微缓解,减小5.51%,长筒段减小3.83%,在无焊缝的筒体部位应力分布都较为均匀;多节筒段与长筒段筒体的纵、环焊缝残余应力分布是类似的,但是长筒段的应力集中区域较小,最大残余拉应力降低25.73%,最大残余压应力减小27.38%。 展开更多
关键词 2219铝合金 火箭贮箱筒段 有限元仿真 搅拌摩擦焊 残余应力
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时效时间和Sb添加对Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物生长行为的影响 被引量:2
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作者 涂文斌 胡志华 +3 位作者 邹雨柔 刘冠鹏 王善林 陈玉华 《材料导报》 北大核心 2025年第6期189-194,共6页
无铅钎料焊点界面金属间化合物是影响焊点可靠性的重要因素。本工作采用扫描电镜研究了时效时间和Sb添加对Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物形貌及生长动力学的影响。结果表明:随着时效时间的延长,Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物... 无铅钎料焊点界面金属间化合物是影响焊点可靠性的重要因素。本工作采用扫描电镜研究了时效时间和Sb添加对Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物形貌及生长动力学的影响。结果表明:随着时效时间的延长,Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物厚度逐渐增加,Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物为γ-Cu_(5)Zn_(8)相。Sb添加会减小长时效后的Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物厚度,其生长系数从0.67μm/h^(1/2)降至0.56μm/h^(1/2)。随着时效时间延长至168 h,焊点界面金属间化合物除了γ-Cu_(5)Zn_(8)相外,还会在靠近Cu基板处形成Cu_(6)Sn_(5)相和靠近钎料侧形成扩散反应层,Sb元素会扩散到焊点界面处Cu_(6)Sn_(5)相中,以固溶体形式存在。 展开更多
关键词 时效时间 Sb添加 Sn-9Zn-3Bi钎料 界面组织 生长系数
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基于CEL方法的6005A铝合金搅拌摩擦焊数值模拟研究 被引量:3
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作者 李娅娜 解飞飞 张生芳 《精密成形工程》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页
目的研究6005A铝合金搅拌摩擦焊接全过程温度场及焊后残余应力的分布规律。方法基于耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)方法,应用Johnson-Cook本构模型,并采用质量缩放技术,建立搅拌摩擦焊热力耦合仿真模型,模拟分析6005A铝合金搅拌摩擦焊不同阶... 目的研究6005A铝合金搅拌摩擦焊接全过程温度场及焊后残余应力的分布规律。方法基于耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)方法,应用Johnson-Cook本构模型,并采用质量缩放技术,建立搅拌摩擦焊热力耦合仿真模型,模拟分析6005A铝合金搅拌摩擦焊不同阶段的温度场变化和焊后应力分布情况。通过红外热像仪温度场试验、X射线应力场试验和宏观形貌试验,对数值模型进行验证。结果在下压与预热停留阶段,温度快速升高至545℃,且呈对称分布;在焊接阶段,焊缝区域最高温度为546℃,出现在返回侧,返回侧温度略高于前进侧温度,呈不对称分布。焊后残余应力集中在焊缝中心两侧40 mm范围内,垂直于焊缝方向的横向/纵向残余应力分布曲线呈“M”形;残余应力在焊缝两侧呈不对称分布,表现为返回侧残余应力高于前进侧残余应力,其中最大纵向残余应力为−174 MPa,最大横向残余应力为206 MPa,应力最大点均出现在返回侧。待测点实测温度与模拟温度误差不超过5%;待测点实测残余应力与仿真值吻合较好,横/纵向残余应力误差分别为16.3%、16.45%;模拟焊缝与实际焊缝宏观形貌吻合较好。结论在搅拌摩擦焊过程中,材料流动不充分使返回侧温度略高于前进侧温度,而焊接过程中不均匀的热分布导致焊后残余应力也呈返回侧数值略高于前进侧数值的不对称分布;通过将试验和模拟得出的温度场、应力场、宏观形貌进行对比分析,可知试验与仿真误差较小,数值模型能够反映真实的焊接过程,从而验证了6005A铝合金CEL数值模型的正确性。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 6005A铝合金 CEL方法 温度场 残余应力
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2219铝合金火箭贮箱筒体多环焊缝残余应力分析与调控 被引量:2
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作者 占小红 黄舒文 +4 位作者 王建峰 段宇航 程立宏 卢书林 赵耀邦 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第4期1127-1138,共12页
作为推进系统的一部分,可重复使用火箭贮箱的服役性能会直接影响火箭的回收次数。由于现有的实验方法难以揭示贮箱焊缝复杂的应力关系,因此,针对2219铝合金贮箱多环缝筒体结构,采用有限元分析软件Marc建立模型,进行搅拌摩擦焊应力仿真... 作为推进系统的一部分,可重复使用火箭贮箱的服役性能会直接影响火箭的回收次数。由于现有的实验方法难以揭示贮箱焊缝复杂的应力关系,因此,针对2219铝合金贮箱多环缝筒体结构,采用有限元分析软件Marc建立模型,进行搅拌摩擦焊应力仿真并校核,以研究可重复火箭贮箱多条环焊缝的应力影响关系,并探明最优的焊接顺序,从而提高构件服役性能。结果显示:整体残余应力以纵向残余拉应力为主,受温度梯度与位移约束的影响,焊缝之间的残余应力会进行传递,使得5条环焊缝的应力峰值产生差异,其中横、纵向残余应力峰值最大相差33.9%、23.3%。在不同焊接顺序下,焊后残余应力峰值、分布均不同,初焊焊缝在筒体中部,且约束位置变化幅度大的焊接顺序拥有最好的焊接效果。 展开更多
关键词 2219铝合金 环焊缝 搅拌摩擦焊 有限元仿真 残余应力
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热处理对锆合金扩散焊接头第二相及性能的影响
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作者 王泽明 陈晨 +4 位作者 王瑞萍 肖宗林 牛士玉 王颖 杨振文 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第10期3418-3429,共12页
本文深入研究了扩散焊后热处理对锆合金扩散焊接头的第二相、耐腐蚀性和力学性能的影响,重点分析了保持温度和冷却速率对接头显微组织中第二相形成和分布的影响。结果表明:焊后热处理显著调控第二相的尺寸及分布,(780℃,1 h)的水冷工艺... 本文深入研究了扩散焊后热处理对锆合金扩散焊接头的第二相、耐腐蚀性和力学性能的影响,重点分析了保持温度和冷却速率对接头显微组织中第二相形成和分布的影响。结果表明:焊后热处理显著调控第二相的尺寸及分布,(780℃,1 h)的水冷工艺促使接头形成连续纳米级第二相;热处理后界面第二相的纳米硬度和杨氏模量均高于基体,淬火处理优化了第二相分布,虽略微降低纳米硬度但提升杨氏模量。此外,热处理后接头在硫酸溶液中耐蚀性增强,这归因于淬火处理减少了粗大第二相颗粒和微裂纹,改善了表面氧化膜致密性。电化学阻抗谱进一步验证了淬火处理对钝化膜的强化作用。 展开更多
关键词 核领域 锆合金 热处理 扩散连接 耐腐蚀性
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基于解析热源与ALE法模拟比较的搅拌摩擦焊固相温度调节机制分析
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作者 张彪 刘前成 孙宇萱 《焊接学报》 北大核心 2025年第9期115-122,共8页
针对搅拌摩擦焊独立于工艺条件而维持固相温度区间的固有属性,分别采用解析热源模型和机械热力耦合模型不同生热方式模拟搅拌头-铝焊件界面摩擦产热过程,以剖析焊接热物理量及工艺参数对热循环曲线的影响,旨在揭示摩擦焊行为内蕴的固相... 针对搅拌摩擦焊独立于工艺条件而维持固相温度区间的固有属性,分别采用解析热源模型和机械热力耦合模型不同生热方式模拟搅拌头-铝焊件界面摩擦产热过程,以剖析焊接热物理量及工艺参数对热循环曲线的影响,旨在揭示摩擦焊行为内蕴的固相温度调节机制.为此,根据点焊过程等效热载荷建立高斯面-双椭球体复合移动热源、任意的拉格朗日-欧拉自适应网格(arbitrary lagrange euler,ALE)仿真模型,结合焊装热边界条件进行瞬态温度场仿真,并利用热电偶多点实测的温度分布验证场预测的有效性.结果表明,ALE法比解析法的数值模拟精度提高6.3%;主轴转速、轴肩尺寸的参数极限变化所引起的中心峰值温度波动范围为477~589℃,且峰前温升速率不断递减.主要归因于与温度变化高度负相关的合金流变屈服应力,高温软化行为促使材料抗变形能力和界面摩擦系数减小,从而通过负反馈调节作用限制产热率递升. 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 固相温度 热源 工艺影响 负反馈
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高韧性铝硅镀层热成形钢电阻点焊性能研究 被引量:1
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作者 李峥先 程菲 +2 位作者 陈仪霖 杨达朋 易红亮 《汽车工程》 北大核心 2025年第2期367-375,共9页
镀层厚度在8~18μm的铝硅镀层热成形钢具有更高的韧性,已在汽车行业引起广泛关注。然而,对于减薄镀层后的铝硅镀层热成形钢的电阻点焊性能评价却较少。本文对比了强度级别分别为1 000、1 500和2 000 MPa的薄铝硅镀层热成形钢的焊接性能... 镀层厚度在8~18μm的铝硅镀层热成形钢具有更高的韧性,已在汽车行业引起广泛关注。然而,对于减薄镀层后的铝硅镀层热成形钢的电阻点焊性能评价却较少。本文对比了强度级别分别为1 000、1 500和2 000 MPa的薄铝硅镀层热成形钢的焊接性能。研究发现,3种材料的可焊性电流范围及焊点的力学性能均能够满足生产需求。进一步分析发现,焊点力学性能和熔核区马氏体的强度和韧性有关。随着3种材料强度提高,熔核区马氏体的强度(硬度)增加,韧性降低,拉剪极限载荷随焊点强度提升而增大,而十字拉伸极限载荷随着焊点韧性降低而减小。 展开更多
关键词 Al-Si镀层 热成形钢 电阻点焊 可焊窗口 组织和性能
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2195-T8铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织演变与激光冲击强化
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作者 沈可心 张思聪 +3 位作者 赵玥 李权 万占东 吴爱萍 《焊接学报》 北大核心 2025年第5期19-25,共7页
为了研究2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能特点并试图加以改善,采用不同参数焊接了6.5 mm厚的2195-T8铝锂合金试板,使用OM,EBSD和TEM等手段观察并分析了搅拌摩擦焊接头各区域的组织变化,通过显微硬度分析、拉伸试验和数字图像相... 为了研究2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能特点并试图加以改善,采用不同参数焊接了6.5 mm厚的2195-T8铝锂合金试板,使用OM,EBSD和TEM等手段观察并分析了搅拌摩擦焊接头各区域的组织变化,通过显微硬度分析、拉伸试验和数字图像相关技术(digital image correlation,DIC)等方法测试并讨论了接头的性能特点.结果表明,2195-T8铝锂合金的搅拌摩擦焊在试验参数范围内能稳定获得成形良好的接头,强度系数达到70%、断后伸长率达到7%;搅拌摩擦焊接头内各区域发生了强化相的损失,焊核区的T_(1)相和θ'相完全溶解,形成β'/δ'相;焊核区和轴肩影响区在拉伸试验中发生应变集中;对焊缝进行双面激光冲击强化(laser shock peening,LSP)处理后,接头屈服强度提升51 MPa,且断裂路径从焊核区变为热力影响区外侧,改变后断裂位置对应于硬度测试中的最低硬度区域. 展开更多
关键词 铝锂合金 搅拌摩擦焊 微观组织 力学性能 激光冲击强化
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铝/钢过渡接头搅拌摩擦增材制造成形与性能
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作者 王劲棋 李峻臣 +3 位作者 赵耀邦 谢聿铭 孟祥晨 黄永宪 《焊接学报》 北大核心 2025年第2期18-24,共7页
为了解决铝/钢异种金属连接强度不高,连接方法使用范围受限的问题,提出连续送丝搅拌摩擦增材制备铝/钢过渡接头的方法.以5B06铝合金丝材为增材原料,3 mm厚的316L不锈钢板为基板,采用激光刻蚀辅助的手段,在单层厚度1.0 mm,沉积效率3.0 k... 为了解决铝/钢异种金属连接强度不高,连接方法使用范围受限的问题,提出连续送丝搅拌摩擦增材制备铝/钢过渡接头的方法.以5B06铝合金丝材为增材原料,3 mm厚的316L不锈钢板为基板,采用激光刻蚀辅助的手段,在单层厚度1.0 mm,沉积效率3.0 kg/h的参数下制备了成形与性能良好的铝/钢过渡接头.结果表明,获得的增材层表面成形良好,丝材在热—机耦合作用下热塑化,并填充激光刻蚀槽.铝/钢过渡界面未观察到缺陷,并在界面处发现厚度约为1.8μm的金属间化合物层,实现了机械—冶金复合连接.界面的抗剪强度达到110.0 MPa±4.7 MPa,相对于未表面处理的接头强度提升了18%.钢侧断口均匀黏附铝合金,并观测到Fe_(2)Al_(5)和Fe_(4)Al_(13)金属间化合物.接头为韧—脆混合型断裂模式,说明铝/钢过渡界面在机械互锁和冶金连接共同作用下实现了可靠连接.该研究为铝/钢过渡接头的制备提供了新的解决思路. 展开更多
关键词 铝/钢过渡接头 搅拌摩擦增材制造 连续送丝 微观组织 力学性能
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采用AlSiMgCu钎料液相辅助扩散连接6063铝合金接头组织与力学性能分析
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作者 胡若琪 张俊杰 +3 位作者 王颖 张冬雪 木瑞洁 杨振文 《焊接学报》 北大核心 2025年第6期11-19,共9页
多层微通道铝合金散热结构凭借高效的散热能力被广泛应用于电力电子领域,而实现其高质量连接是工程应用的前提.文中采用AlSiMgCu对6063铝合金进行了液相辅助扩散连接,探究了连接压力、保温时间和温度对接头界面组织和力学性能的影响.结... 多层微通道铝合金散热结构凭借高效的散热能力被广泛应用于电力电子领域,而实现其高质量连接是工程应用的前提.文中采用AlSiMgCu对6063铝合金进行了液相辅助扩散连接,探究了连接压力、保温时间和温度对接头界面组织和力学性能的影响.结果表明,该方法通过施加最小0.5 MPa压力挤出液态钎料的途径,不但消除了钎焊接头的组织不均匀性,而且降低了扩散连接对母材表面质量和工艺参数的严格要求,具有尺寸精度高、工艺参数适应性强的优点.在0.5~2 MPa压力、530℃~550℃温度、1~4 h时间参数范围内接头界面组织相似,其典型界面组织为铝合金基体及少量填充与表面粗糙度同等尺度微观间隙的液态钎料凝固组织,且抗拉强度几乎不变,在550℃/1 h/2 MPa参数下接头与母材等强,抗拉强度为107 MPa,变形率仅为0.10%. 展开更多
关键词 铝合金 钎焊 扩散焊 界面组织 力学性能
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铝/钢异种金属超声振动辅助搅拌摩擦搭接焊接头微观组织与力学性能
11
作者 兰青 王文 +4 位作者 乔柯 张婷 马乾芝 郝政扬 王快社 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第3期254-260,共7页
采用搅拌摩擦搭接焊(FSLW)及超声振动辅助FSLW(UAFSLW)分别对6061铝合金和QP1180钢进行焊接,研究了超声振动对铝/钢异种金属FSLW接头组织性能的作用规律。结果表明,与FSLW接头相比,UAFSLW接头宏观缺陷降低;铝侧搅拌区(SZ)晶粒尺寸减小19... 采用搅拌摩擦搭接焊(FSLW)及超声振动辅助FSLW(UAFSLW)分别对6061铝合金和QP1180钢进行焊接,研究了超声振动对铝/钢异种金属FSLW接头组织性能的作用规律。结果表明,与FSLW接头相比,UAFSLW接头宏观缺陷降低;铝侧搅拌区(SZ)晶粒尺寸减小19.8%,显微硬度由73.3 HV提高到81.4 HV;钢侧SZ的晶粒尺寸无明显变化。与FSLW接头相比,UAFSLW接头金属间化合物(IMCs)平均层厚由1.2μm减小到0.6μm,接头单位平均失效载荷由335 N·mm^(-1)提高到371 N·mm^(-1),断裂位置由界面转移到铝侧。 展开更多
关键词 超声振动 搅拌摩擦搭接焊 6061铝合金 QP1180钢 金属间化合物
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AA5059-AZ31B异种金属搅拌摩擦焊温度场和材料流动行为研究
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作者 乐春鹏 蒋显全 +2 位作者 何洪 杨卓林 彭和 《西南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期175-187,共13页
基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)模型,建立了异种金属AA5059铝合金和AZ31B镁合金搅拌摩擦焊对接过程的有限元模型,研究了焊接工艺参数对温度场分布的影响机理,并运用粒子示踪技术研究了异种板材的塑性流动行为,以及塑性流动行为和焊接缺陷... 基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)模型,建立了异种金属AA5059铝合金和AZ31B镁合金搅拌摩擦焊对接过程的有限元模型,研究了焊接工艺参数对温度场分布的影响机理,并运用粒子示踪技术研究了异种板材的塑性流动行为,以及塑性流动行为和焊接缺陷的关系。研究结果表明:随着焊接速度从120 mm/min增加到180 mm/min,焊缝峰值温度从579.9℃降至507.0℃,均低于2种材料的熔点,模拟与试验数据误差在5%以内,验证了模型的准确性;等效塑性应变分析显示,焊接起始位置和前进侧的应变值显著较高,模拟结果与试验结果一致,均在这些区域显示出飞边和孔洞缺陷,表明前进侧材料在焊接过程中塑性变形量大且难以充分补充;粒子示踪技术揭示前进侧材料流动幅度大于后退侧,材料在焊接过程中交叉混合,最终在焊缝区域均匀分布,厚度方向上呈现交织的界面特征。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 数值模拟 温度 异种板材流动行为
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下压量对Al-0.75Mg-0.75Si-0.8Cu合金搅拌摩擦焊接头组织及力学性能的影响
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作者 刘成龙 孙有平 +3 位作者 何江美 李旺珍 罗章 刘鑫雨 《机械工程材料》 北大核心 2025年第5期57-64,共8页
熔炼制备Al-0.75Mg-0.75Si-0.8Cu合金,依次进行均匀化、轧制、固溶和时效处理后,在不同下压量(0.04,0.08,0.12,0.16 mm)下进行搅拌摩擦焊接,研究了下压量对接头显微组织、织构和力学性能的影响。结果表明:随着下压量增大,焊核区晶粒尺... 熔炼制备Al-0.75Mg-0.75Si-0.8Cu合金,依次进行均匀化、轧制、固溶和时效处理后,在不同下压量(0.04,0.08,0.12,0.16 mm)下进行搅拌摩擦焊接,研究了下压量对接头显微组织、织构和力学性能的影响。结果表明:随着下压量增大,焊核区晶粒尺寸增大,带状晶向等轴晶转变,大角度晶界占比先下降后趋于稳定,再结晶晶粒占比先降低后略有提高,同时由于焊核中心区的塑性变形增大,该区域A和C织构向B织构转变。不同下压量下接头最低硬度均出现在前进侧热机影响区。随着下压量的增大,接头的硬度、抗拉强度和断后伸长率先升后降,均低于母材;当下压量为0.08 mm时,硬度、抗拉强度和断后伸长率均最大,此时拉伸断口中存在小而密的韧窝。 展开更多
关键词 下压量 搅拌摩擦焊 显微组织 力学性能
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超声辅助搅拌摩擦焊接工艺与超声能场施加方法的研究进展
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作者 戴国欣 孙武魁 +5 位作者 赵书杰 周少珍 吴明孝 高嵩 武传松 石磊 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第5期1594-1610,共17页
近年来,随着搅拌摩擦焊接(FSW)技术的不断发展,超声辅助搅拌摩擦焊作为一种新型改型工艺,因其在提高焊接效率、改善焊缝质量方面的显著优势而备受关注。研究者先后提出了不同的超声施加方法,根据施加方式的不同,大体上可将其分为施加于... 近年来,随着搅拌摩擦焊接(FSW)技术的不断发展,超声辅助搅拌摩擦焊作为一种新型改型工艺,因其在提高焊接效率、改善焊缝质量方面的显著优势而备受关注。研究者先后提出了不同的超声施加方法,根据施加方式的不同,大体上可将其分为施加于搅拌头和施加于工件两种。本文旨在分门别类地综述常见超声施加方法的具体实现方式及其对焊接过程参量、焊缝成形、接头微观组织演变和力学性能的影响,并讨论了各种施加方法的优劣势;同时,还结合了数值模拟的研究进展,对超声的作用机制进行了梳理,最后,还对目前取得的重要研究成果进行总结,并对未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 超声 施加方式 热循环 微观组织演变 数值模拟
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焊后时效对Al-6.7Zn-1.8Mg-0.2Cu高强铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响
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作者 胡莎莎 邱诚 张大童 《焊接学报》 北大核心 2025年第1期41-47,共7页
采用搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)对3.2 mm厚度的Al-6.7Zn-1.8Mg-0.2Cu铝合金挤压板材进行焊接,并对焊接接头进行焊后时效热处理,即人工时效(artificial ageing,AA)120℃×24 h.采用扫描电子显微镜(scanning electron mic... 采用搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)对3.2 mm厚度的Al-6.7Zn-1.8Mg-0.2Cu铝合金挤压板材进行焊接,并对焊接接头进行焊后时效热处理,即人工时效(artificial ageing,AA)120℃×24 h.采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)、硬度试验和拉伸试验等对焊后接头和时效接头进行研究.结果表明,Al-6.7Zn-1.8Mg-0.2Cu高强铝合金FSW接头抗拉强度为470 MPa,焊接系数为80.0%,断后伸长率为10.1%.采用焊后AA能有效提高接头的强度,其抗拉强度为525 MPa,相比焊态接头提高11.8%,达到母材(base material,BM)的89.6%,断后伸长率为8.5%.FSW过程中受摩擦热影响热力影响区(thermo-mechanically affected zone,TMAZ)和焊核区(nugget zone,NZ)的析出相溶解随后冷却再析出,其中析出相主要是η'相,在热影响区(heat-affected zone,HAZ)主要发生GP区(Guinier-Preston zone)的溶解和η'相的粗化,在不同热输入下析出相逐渐由溶解转变为粗化.焊后时效使得GP区析出和发生GP区向η'相的转变,在HAZ处已存的η'相转变成粗大的η相.接头硬度曲线呈明显W形,FSW接头断裂在NZ,焊后时效接头断裂在HAZ. 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 Al-6.7Zn-1.8Mg-0.2Cu铝合金 焊后热处理 微观组织 力学性能
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锰含量对Al-Mg-Si-Cu合金搅拌摩擦焊接头组织及拉伸性能的影响
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作者 宋锦江 孙有平 +3 位作者 李旺珍 何兴 罗章 陈文刚 《机械工程材料》 北大核心 2025年第8期19-26,共8页
对不同锰含量(0,0.1%,0.4%,0.7%,质量分数)Al-Mg-Si-Cu合金板(510℃固溶+195℃时效处理)进行搅拌摩擦焊接试验,研究了锰含量对接头显微组织及拉伸性能的影响。结果表明:不同锰含量接头焊核区经历连续动态再结晶与几何动态再结晶的共同作... 对不同锰含量(0,0.1%,0.4%,0.7%,质量分数)Al-Mg-Si-Cu合金板(510℃固溶+195℃时效处理)进行搅拌摩擦焊接试验,研究了锰含量对接头显微组织及拉伸性能的影响。结果表明:不同锰含量接头焊核区经历连续动态再结晶与几何动态再结晶的共同作用,形成大量细小再结晶晶粒,锯齿状晶粒被拉长分割;随锰含量增加,焊核区平均晶粒尺寸先增大后减小,接头中的析出相数量增加,当锰质量分数为0.7%时,析出相发生粗化。不同锰含量接头焊核区形成A/A和C型剪切织构。随锰含量增加,接头的抗拉强度先升高后下降,断后伸长率先降低后升高,当锰质量分数为0.4%时,接头的抗拉强度最高,断后伸长率最小。含锰合金接头断口存在密集韧窝,断裂形式为韧性断裂;随锰含量增加,韧窝尺寸增大。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 铝合金 锰含量 织构 拉伸性能
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NiV/Cu扩散焊接头的显微组织与力学性能
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作者 彭海 李靖宇 +3 位作者 唐可 闻明 李思勰 王传军 《焊接学报》 北大核心 2025年第7期129-137,共9页
针对NiV合金靶材高质量绑定的需要,研究了在固定压力为20 MPa和时间为1 h条件下,不同温度下NiV合金和无氧铜的无中间层真空热压扩散焊接.采用激光共聚焦显微镜、显微硬度仪、扫描电子显微(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射... 针对NiV合金靶材高质量绑定的需要,研究了在固定压力为20 MPa和时间为1 h条件下,不同温度下NiV合金和无氧铜的无中间层真空热压扩散焊接.采用激光共聚焦显微镜、显微硬度仪、扫描电子显微(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)和电子背散射衍射(electron backscattering diffraction,EBSD)表征了焊接前后的组织结构变化、界面元素分布和力学性能.结果表明,真空热压能实现NiV合金与Cu的直接扩散焊接,随着焊接温度升高,界面处发生元素间的互扩散,抗剪强度与焊合率均有所提高,在650℃时达到109.59 MPa的抗剪强度及100%的焊合率.对NiV合金的金相、溅射面XRD和EBSD测试分析表明,在温度为650℃的焊接参数下的扩散焊接对NiV合金的晶粒尺寸均匀性和晶体结构产生的影响很小,不影响NiV合金靶材的溅射要求. 展开更多
关键词 NiV/Cu连接 扩散焊接 抗剪强度 焊合率 溅射靶材
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7E33稀土铝合金旋转摩擦焊接头微观组织与拉伸性能
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作者 张旭 王文 +4 位作者 刘艺 张莹 张予源 侯嘉伟 王快社 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第3期268-274,共7页
通过旋转摩擦焊技术对Al-5.2Zn-1.8Mg-0.8Cu-0.2Si-0.15Er-0.15Zr(7E33)稀土铝合金进行了焊接,采用SEM、EBSD、TEM、硬度测试和拉伸测试等手段表征了接头的微观组织和力学性能。结果表明:焊核区(Weld Zone, WZ)和热机械影响区(Thermal-M... 通过旋转摩擦焊技术对Al-5.2Zn-1.8Mg-0.8Cu-0.2Si-0.15Er-0.15Zr(7E33)稀土铝合金进行了焊接,采用SEM、EBSD、TEM、硬度测试和拉伸测试等手段表征了接头的微观组织和力学性能。结果表明:焊核区(Weld Zone, WZ)和热机械影响区(Thermal-Mechanical Affected Zone, TMAZ)发生了动态再结晶,平均晶粒尺寸分别由母材(Base Material, BM)的29.1μm细化为4.6和7.3μm,热影响区(Heat Affect Zone, HAZ)平均晶粒尺寸粗化至32.4μm。焊接过程中,WZ和TMAZ的η相部分溶解,数量密度低于BM。HAZ的η相尺寸由BM的10.0 nm粗化至20.0 nm,且出现了无析出相带(Precipitates Free Zones, PFZs)。焊接温度在350℃以上的时间仅持续3.4 s,低热输入使得接头具备高强度和优异伸长率。接头屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到BM的61.7%、82.1%和110.0%。接头显微硬度最低值出现在WZ,约为132 HV,主要原因是析出强化效果减弱。HAZ的粗大η相和PFZs是导致接头拉伸断裂的主要因素。 展开更多
关键词 旋转摩擦焊 7E33稀土铝合金 微观组织 拉伸性能
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DD5合金钎焊前电阻焊定位界面成形及性能分析研究
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作者 盛红飞 邓黎鹏 +3 位作者 易润华 李海涛 程东海 黄斌 《材料导报》 北大核心 2025年第9期137-141,共5页
本工作研究了某航空发动机DD5镍基单晶高温合金构件真空钎焊电阻焊定位界面成形及性能。以Φ3.0 mm×0.1 mm的GH3030箔片为微隙支点,采用直流电阻焊机进行焊接,研究等值双脉冲电阻焊工艺参数(焊接电流I_(1)=I_(2)、焊接时长t_(1)=t_... 本工作研究了某航空发动机DD5镍基单晶高温合金构件真空钎焊电阻焊定位界面成形及性能。以Φ3.0 mm×0.1 mm的GH3030箔片为微隙支点,采用直流电阻焊机进行焊接,研究等值双脉冲电阻焊工艺参数(焊接电流I_(1)=I_(2)、焊接时长t_(1)=t_(2)、焊接压力P)对微隙界面成形及力学性能的影响。结果表明,界面拉伸载荷随焊接时长及焊接压力的增加呈倒“V”形变化。在t_(1)=t_(2)=0.2 s、P=11.54 kN条件下,随焊接电流的增大,界面微隙定位点连接面逐渐增大、γ-Ni相枝晶组织的生长方向趋于一致、拉伸载荷逐渐增大,且TaC的大量析出使得在TaC的富集区出现孔洞缺陷。同时,当I_(1)=I_(2)=6.7 kA时,微隙界面拉伸载荷达到最大值8.63 kN,微隙尺寸为0.05 mm;当I_(1)=I_(2)>6.7 kA时,支点飞溅严重,力学性能大幅下降。单脉冲拉伸断口韧窝较小且有未焊合现象,等值双脉冲拉伸断口韧窝较大,断裂位置在热影响区。 展开更多
关键词 DD5镍基单晶高温合金 电阻焊 微隙 钎焊
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混合粉末激光熔化沉积制备Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金的元素烧损行为
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作者 肖罡 李伟奇 +3 位作者 詹海鸿 谢莉 刘筱 杨钦文 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第5期68-75,共8页
分别以3种不同的混粉比例将Al-Mg-Sc-Zr合金(HS5501)与Al-Zn20合金粉末进行混合(分别采用Al-Zn Mixed-L、Al-Zn Mixed-M和Al-Zn Mixed-H表示Al-Zn20合金粉末低、中、高这3种比例),通过激光熔化沉积设备制备了新型Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金,分... 分别以3种不同的混粉比例将Al-Mg-Sc-Zr合金(HS5501)与Al-Zn20合金粉末进行混合(分别采用Al-Zn Mixed-L、Al-Zn Mixed-M和Al-Zn Mixed-H表示Al-Zn20合金粉末低、中、高这3种比例),通过激光熔化沉积设备制备了新型Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金,分析了激光熔化沉积工艺及合金粉末混粉比例对制备Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金元素烧损的影响。结果表明:通过激光熔化沉积设备混合合金粉末,成功制备了新型Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金试样,各合金元素分布均匀,并未出现元素偏析现象,但试样内出现Zn和Mg元素烧损和明显孔洞缺陷,不同质量比的Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金的孔隙率随扫描速度的降低呈现上升趋势,相同工艺参数下,Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金的孔隙率随混粉比例的增加整体呈现上升趋势。激光熔化沉积过程中形成的孔洞缺陷主要是由于熔池中残留的惰性气体或低熔点元素烧损产生金属蒸气未能及时逸出,被保留在熔池内部而形成光滑的圆形孔洞。激光熔化沉积过程中,Zn和Mg元素的烧损量与合金成分和激光能量密度直接相关,主要受合金η(MgZn 2)相和Al_(3)(Sc,Zr)相析出及其热稳定性的综合影响,以及熔池区域的热量累积和低熔点元素烧损汽化产生的金属烟雾阻碍激光对熔池直接作用的综合影响。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金 元素烧损
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