2219铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊接头组织及性能 被引量：7

1

作者 武颖 李迎 张玉芝 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期56-60,共5页

文摘采用静止轴肩搅拌摩擦焊的方法获得了2219C10S铝合金焊接接头,研究了焊接接头典型的宏观、微观组织特征、焊接工艺参数对焊缝成形特征及焊接接头力学性能的影响规律。结果表明:相对常规搅拌摩擦焊,由于静止轴肩式搅拌头的结构特点,... 文摘采用静止轴肩搅拌摩擦焊的方法获得了2219C10S铝合金焊接接头,研究了焊接接头典型的宏观、微观组织特征、焊接工艺参数对焊缝成形特征及焊接接头力学性能的影响规律。结果表明:相对常规搅拌摩擦焊,由于静止轴肩式搅拌头的结构特点,焊接过程中可有效避免飞边和焊缝内部缺陷;随着焊速的增加,接头焊核由"碗状"变为"腰鼓"状,体积也逐渐减小,还出现了轴肩影响区这一特殊组织特征;焊接接头的显微硬度分布呈现出独特的"∪"形,焊核区的显微硬度最低;当焊接速度≤250 mm/min,随着焊接速度的增加,接头的拉伸性能逐渐增加;当焊接速度增加至300 mm/min时,由于在焊接接头中出现了沟槽缺陷,拉伸性能急剧下降。 展开更多

关键词 静止轴肩式搅拌摩擦焊 2219C10S铝合金 组织 拉伸性能

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搅拌头旋转频率对静止轴肩搅拌摩擦焊接头力学性能的影响规律 被引量：21

2

作者 姬书得 孟祥晨 +3 位作者 黄永宪 高双胜 路浩 马琳 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期51-54,115-116,共6页

利用自行设计的静止轴肩装置对6005A-T6铝合金进行了静止轴肩搅拌摩擦焊的试验研究.结果表明,当焊接速度为200 mm/min时,表面光滑且无缺陷的焊接接头抗拉强度与断后伸长率随着搅拌头旋转频率的增加呈现先增加后减小的趋势;焊接接头的正... 利用自行设计的静止轴肩装置对6005A-T6铝合金进行了静止轴肩搅拌摩擦焊的试验研究.结果表明,当焊接速度为200 mm/min时,表面光滑且无缺陷的焊接接头抗拉强度与断后伸长率随着搅拌头旋转频率的增加呈现先增加后减小的趋势;焊接接头的正背弯180°无裂纹;当旋转频率为1 800 r/min时,抗拉强度达到最大值234MPa,接头强度系数达到79%.静止轴肩搅拌摩擦焊接头的显微维氏硬度呈W形分布,最小值出现在前进侧的热影响区;接头的软化程度随搅拌头旋转频率的增加而增加.焊接接头的断裂位置位于热力影响区,断口呈韧性断裂. 展开更多

关键词 静止轴肩搅拌摩擦焊 力学性能 搅拌头旋转频率 断口

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静止轴肩搅拌摩擦焊的研究进展 被引量：36

3

作者 刘会杰 李金全 段卫军 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期108-112,118,共5页

综述了静止轴肩搅拌摩擦焊的研究进展,主要涉及静止轴肩搅拌摩擦焊的基本原理以及高转速、常规转速和角焊缝的静止轴肩搅拌摩擦焊等内容.高旋转频率的静止轴肩搅拌摩擦焊在降低焊接载荷的同时,能够减小、甚至消除飞边和孔洞缺陷.常规旋... 综述了静止轴肩搅拌摩擦焊的研究进展,主要涉及静止轴肩搅拌摩擦焊的基本原理以及高转速、常规转速和角焊缝的静止轴肩搅拌摩擦焊等内容.高旋转频率的静止轴肩搅拌摩擦焊在降低焊接载荷的同时,能够减小、甚至消除飞边和孔洞缺陷.常规旋转频率的静止轴肩搅拌摩擦焊可获得沿板厚方向更均匀的焊缝组织,适合于热导率差的钛合金的焊接.设计与两侧板面完全贴合的静止轴肩,以角焊缝的形式实现T形接头的焊接,拓宽了搅拌摩擦焊的应用范围.无论是高旋转频率、常规旋转频率还是角焊缝的静止轴肩搅拌摩擦焊,都存在搅拌头的磨损和过热问题,尚需开展深入、系统的研究. 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 静止轴肩 高转速 角焊缝

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6061-T6铝合金的静止轴肩搅拌摩擦焊工艺及组织性能 被引量：22

4

作者 申浩 杨新岐 +1 位作者 李冬晓 崔雷 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期119-123,134,共5页

采用自主研制的静止轴肩搅拌摩擦焊工具系统成功获得了6061-T6铝合金的对接接头.对该接头的焊缝成形、显微组织、硬度分布以及拉伸性能分别进行了试验研究.结果表明,SSFSW工艺所得6061-T6铝合金接头具有非常美观的焊缝成形,与常规的FSW... 采用自主研制的静止轴肩搅拌摩擦焊工具系统成功获得了6061-T6铝合金的对接接头.对该接头的焊缝成形、显微组织、硬度分布以及拉伸性能分别进行了试验研究.结果表明,SSFSW工艺所得6061-T6铝合金接头具有非常美观的焊缝成形,与常规的FSW工艺相比,几乎没有出现焊缝减薄的现象;焊缝组织分区也有明显的不同,TMAZ非常窄,只有几百微米;接头的硬度呈"W"形分布;在转速1 000 r/min,焊速为200 mm/min时,接头的抗拉强度和断后伸长率达到最大,分别为母材的71.5%和44.6%;拉伸试样均断裂在热影响区,它是接头发生断裂的最薄弱区域. 展开更多

关键词 铝合金 静止轴肩搅拌摩擦焊 显微组织 拉伸性能

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静止轴肩搅拌摩擦焊接6005铝合金的力学和疲劳性能 被引量：12

5

作者 张坤 方远方 +2 位作者 栾国红 张景榆 胡丰 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期25-28,共4页

利用静止轴肩搅拌摩擦焊接装置对4.5 mm 6005铝合金进行了研究,为满足工程需求,焊接速度设为1 000 mm/min.结果表明,静轴肩搅拌摩擦焊接头随转速的增加,抗拉强度先升高后降低,当转速为2 100 r/min时最高,为232 MPa,可达母材的80%;各参... 利用静止轴肩搅拌摩擦焊接装置对4.5 mm 6005铝合金进行了研究,为满足工程需求,焊接速度设为1 000 mm/min.结果表明,静轴肩搅拌摩擦焊接头随转速的增加,抗拉强度先升高后降低,当转速为2 100 r/min时最高,为232 MPa,可达母材的80%;各参数接头正弯和背弯180°均无裂纹.在应力循环频率70 Hz、正弦波形、应力比R为0.1的条件下,对2 100 r/min和1 000 mm/min参数的接头进行轴向高周疲劳测试,获得接头的S-N曲线和疲劳极限,在(1-a)置信度90%,失效概率P=5%条件下,S-N曲线的下极限为105 MPa,疲劳断裂主要位于接头的热影响区,疲劳断口分为裂纹萌生区、裂纹扩展区和瞬断区三个区域. 展开更多

关键词 静止轴肩搅拌摩擦焊 6005铝合金 力学性能 疲劳强度

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TC4钛合金静止轴肩和传统搅拌摩擦焊的温度场对比 被引量：5

6

作者 姬书得 卓彬 +3 位作者 高双胜 邢敬伟 马秩男 路浩 《航空制造技术》 2016年第19期98-101,共4页

基于有限元软件ABAQUS对6mm厚的TC4钛合金传统及静止轴肩搅拌摩擦焊温度场进行了有限元模拟。结果表明,对比传统搅拌摩擦焊接,静止轴肩搅拌摩擦焊接具有较小的高温区,前进方向上具有较大的温度梯度,厚度方向上呈现柱状椭球形分布,上、... 基于有限元软件ABAQUS对6mm厚的TC4钛合金传统及静止轴肩搅拌摩擦焊温度场进行了有限元模拟。结果表明,对比传统搅拌摩擦焊接,静止轴肩搅拌摩擦焊接具有较小的高温区,前进方向上具有较大的温度梯度,厚度方向上呈现柱状椭球形分布,上、下表面温度峰值差异较小,具有重叠性较好的热循环曲线。 展开更多

关键词 TC4钛合金 静止轴肩搅拌摩擦焊 传统搅拌摩擦焊 温度场 数值模拟

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铝合金厚板静止轴肩搅拌摩擦焊接头组织及性能 被引量：3

7

作者 杨新岐 元惠新 +2 位作者 孙转平 闫新中 赵慧慧 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期128-138,共11页

采用8.5 mm厚度2A14-T4铝合金和自主研制搅拌工具进行静止轴肩搅拌摩擦焊(stationary shoulder friction stir welding,SSFSW)实验,探讨焊接工艺参数对接头组织和力学性能的影响规律。结果表明:只有在低转速工艺参数范围内(转速ω=400-6... 采用8.5 mm厚度2A14-T4铝合金和自主研制搅拌工具进行静止轴肩搅拌摩擦焊(stationary shoulder friction stir welding,SSFSW)实验,探讨焊接工艺参数对接头组织和力学性能的影响规律。结果表明:只有在低转速工艺参数范围内(转速ω=400-600 r/min与焊接速率v=60-120 mm/min)可获得焊缝表面光滑、无缺陷厚板铝合金SSFSW焊接接头。SSFSW焊缝区主要由焊核区(NZ)组成,周围热力影响区(TMAZ)及热影响区(HAZ)宽度明显减小,焊核区与搅拌针形状类似且由两种不同尺寸细小等轴晶构成,前进侧NZ晶粒比后退侧NZ更为细小。接头显微硬度呈“W”状分布,NZ硬度值可达到母材硬度80%-90%,TMAZ与HAZ交界处存在软化区,硬度最低为母材硬度72%左右。在给定ω=500 r/min,v=140 mm/min焊接参数下,SSFSW接头抗拉强度可达到母材的88%,断裂位置多位于后退侧TMAZ与HAZ交界处软化区,具有韧性断裂特征。 展开更多

关键词 2A14-T4铝合金厚板 静止轴肩搅拌摩擦焊 组织特征 力学性能

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铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊组织非均质性对接头力学性能的影响 被引量：7

8

作者 何方舟 杨新岐 +1 位作者 李冬晓 崔雷 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期115-118,共4页

对6061-T6铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊(stationary shoulder friction stir welded,SSFSW)接头组织非均质性与力学性能的相互影响进行了定量分析.结果表明,SSFSW焊接接头存在明显的组织非均质性,表现在晶粒尺寸及形状、沉淀相种类及分布... 对6061-T6铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊(stationary shoulder friction stir welded,SSFSW)接头组织非均质性与力学性能的相互影响进行了定量分析.结果表明,SSFSW焊接接头存在明显的组织非均质性,表现在晶粒尺寸及形状、沉淀相种类及分布形态不同,其中沉淀相析出不同是影响力学性能差异的主要因素.由于组织非均质性导致紧邻焊核区的热影响区软化严重,其硬度和抗拉强度在接头区域最低,分别为母材的60%和72%,为接头最薄弱部分.由于沉淀强化和晶粒细化效应,焊核区的强度与塑性最好,而抗拉强度和断后伸长率分别达到母材的88%和215%.随着与焊核区距离的增加,热影响区抗拉强度和屈服强度逐渐增加,断后伸长率不断降低. 展开更多

关键词 6061-T6铝合金 静止轴肩搅拌摩擦焊 组织非均质性 力学性能

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铝合金T形接头静止轴肩搅拌摩擦焊接及组织性能分析 被引量：13

9

作者 郝云飞 马建波 +2 位作者 毕煌圣 李超 王国庆 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期48-54,I0004,共8页

成功实现了2219C10S铝合金T形接头的静止轴肩搅拌摩擦焊接,焊缝表面光滑平整,无明显减薄.从基板背部进行的超声相控阵检测结果表明,基板与肋板对合面全部焊透,接头内部无超标缺陷.接头横截面宏观金相可以观察到2个以肋板中心线对称分布... 成功实现了2219C10S铝合金T形接头的静止轴肩搅拌摩擦焊接,焊缝表面光滑平整,无明显减薄.从基板背部进行的超声相控阵检测结果表明,基板与肋板对合面全部焊透,接头内部无超标缺陷.接头横截面宏观金相可以观察到2个以肋板中心线对称分布的焊缝轮廓,单侧焊缝轮廓均超过了肋板中心线.接头横截面显微硬度分布趋势呈独特的“U”形,焊核区显微硬度最低.T形接头两个方向的拉伸试样起裂点位于“拉伸方向板材与接头R1圆角的相切处”,但拉断试样断裂面的横穿区域存在较大差异,这也是沿肋板方向的抗拉强度比沿基板方向低20MPa的主要原因. 展开更多

关键词 T形接头 静止轴肩搅拌摩擦焊接 显微硬度 拉伸性能 断裂位置

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静止轴肩搅拌摩擦焊技术研究现状 被引量：4

10

作者 付文侦 贺地求 +1 位作者 王海军 赖瑞林 《热加工工艺》 北大核心 2022年第15期7-13,共7页

静轴肩搅拌摩擦焊接技术是在传统搅拌摩擦焊的基础上研究的一种新型焊接技术,它不仅继承了传统搅拌摩擦焊接的优点,并能有效解决传统搅拌摩擦焊存在的沿板厚方向温度梯度大、易产生飞边等问题。本文综述了静轴肩搅拌工具、铝合金与镁合... 静轴肩搅拌摩擦焊接技术是在传统搅拌摩擦焊的基础上研究的一种新型焊接技术,它不仅继承了传统搅拌摩擦焊接的优点,并能有效解决传统搅拌摩擦焊存在的沿板厚方向温度梯度大、易产生飞边等问题。本文综述了静轴肩搅拌工具、铝合金与镁合金的同种及异种材料和其他材料的静轴肩搅拌摩擦焊研究现状。 展开更多

关键词 静轴肩搅拌摩擦焊 搅拌工具 铝合金 镁合金

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铝合金与聚合物静止轴肩辅助搅拌摩擦搭接焊接工艺研究 被引量：2

11

作者 盛慧章 胡云瑞 +1 位作者 吕赞 刘景麟 《热加工工艺》 北大核心 2022年第3期137-139,共3页

以PA6尼龙聚合物为上板.6061-T6铝合金为下板,采用静止轴肩辅助搅拌摩擦焊接技术进行了6061-T6铝合金与PA6尼龙聚合物的搭接,并与常规的搅拌摩擦焊工艺进行了对比分析。结果表明:与常规的搅拌摩擦焊工艺相比,静止轴肩辅助搅拌摩擦焊接... 以PA6尼龙聚合物为上板.6061-T6铝合金为下板,采用静止轴肩辅助搅拌摩擦焊接技术进行了6061-T6铝合金与PA6尼龙聚合物的搭接,并与常规的搅拌摩擦焊工艺进行了对比分析。结果表明:与常规的搅拌摩擦焊工艺相比,静止轴肩辅助搅拌摩擦焊接技术获得的接头表面光滑,没有出现明显的弧纹及孔洞缺陷。常规搅拌摩擦焊工艺下因为材料溢出到焊缝表面,在焊缝内部产生明显的孔洞缺陷,而静止轴肩辅助搅拌摩擦焊工艺下接头内部成形良好,没有发现明显的孔洞缺陷。这是因为静止轴肩具有吸热、随焊碾压及密封作用。静止轴肩辅助搅拌摩擦焊接头的剪切拉伸性能更高。 展开更多

关键词 静止轴肩 铝合金 聚合物 搅拌摩擦搭接焊

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厚板铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊热过程及受力状态数值分析 被引量：5

12

作者 唐文珅 杨新岐 +1 位作者 赵慧慧 郭立杰 《航空制造技术》 2020年第11期41-49,共9页

基于Deform–3D软件建立了12mm板厚6061–T6铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊接(Stationary Shoulder Friction Stir Welding,SSFSW)过程热力耦合数值模型,探讨了焊接工艺对SSFSW温度场、热循环及受力状态的影响规律。计算结果表明:焊接转速增... 基于Deform–3D软件建立了12mm板厚6061–T6铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊接(Stationary Shoulder Friction Stir Welding,SSFSW)过程热力耦合数值模型,探讨了焊接工艺对SSFSW温度场、热循环及受力状态的影响规律。计算结果表明:焊接转速增加50%将引起焊核最高温度增加21.6%以上;焊接速度增加50%分别导致高温停留时间和冷却时间降低50%和60%以上;对给定转速1000~1500r/min及焊接速度100~150mm/min范围,静止轴肩的轴向力为28.2~24.3kN,前进阻力为17.4~15.3kN,焊接转速增加50%其轴向压力降低13.8%,焊接速度增加50%其前进阻力增加13.7%;搅拌针扭矩最高值在27.3~25N·m范围。上述数值模拟结果为厚板铝合金SSFSW搅拌工具设计及工艺优化提供重要理论依据。 展开更多

关键词 静止轴肩搅拌摩擦焊 6061–T6铝合金厚板 有限元模拟 焊接热循环 受力状态

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转速对Al/Mg异种合金超声-静止轴肩辅助搅拌摩擦焊接头的影响 被引量：1

13

作者 史学海 王留芳 +1 位作者 李登常 吕赞 《热加工工艺》 北大核心 2021年第7期57-60,共4页

采用超声-静止轴肩辅助搅拌摩擦焊技术对3 mm厚6061-T6铝合金和AZ31B镁合金进行焊接,并研究转速对接头成形、显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,焊核中存在大量铝/镁合金混合后形成的夹层状组织,随着转速的升高,夹层组织先细化后又出... 采用超声-静止轴肩辅助搅拌摩擦焊技术对3 mm厚6061-T6铝合金和AZ31B镁合金进行焊接,并研究转速对接头成形、显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,焊核中存在大量铝/镁合金混合后形成的夹层状组织,随着转速的升高,夹层组织先细化后又出现增大趋势。铝/镁界面形成的复杂互锁结构可延长界面连接长度,界面互锁程度随转速增大而提高。接头拉伸强度随着转速的增大呈现先上升后下降的趋势,并在1000 r/min转速下达到最大值131 MPa。 展开更多

关键词 超声-静止轴肩辅助搅拌摩擦焊 Al/Mg异种合金 转速 显微组织 拉伸性能

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5A06铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊T形接头组织与性能 被引量：3

14

作者 秦丰 张春波 +3 位作者 周军 乌彦全 梁武 巫瑞智 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期56-60,95,I0006,共7页

采用静止轴肩搅拌摩擦焊方法实现了10 mm厚5A06铝合金T形接头的焊接.通过低主轴转速匹配高焊接速度与高主轴转速匹配低焊接速度两组不同的焊接参数,结合拉伸试验、宏观与微观金相分析、电子背散射衍射(electron backscattered diffracti... 采用静止轴肩搅拌摩擦焊方法实现了10 mm厚5A06铝合金T形接头的焊接.通过低主轴转速匹配高焊接速度与高主轴转速匹配低焊接速度两组不同的焊接参数,结合拉伸试验、宏观与微观金相分析、电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)分析与扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)断口分析,研究了热输入对焊接接头力学性能与组织的影响.结果表明,在两组焊接参数下均可获得无孔洞缺陷的全焊透T形接头,焊缝表面光滑平整,几乎无减薄发生;热输入不同会改变搅拌针与周围材料的摩擦形式,引起焊缝出现弱结合缺陷,并影响接头抗拉强度;在高主轴转速匹配低焊接速度时,焊缝中心重叠区顶部易产生弱结合缺陷,导致接头抗拉强度较低,为198 MPa,拉伸试样断裂在筋板.在低主轴转速匹配高焊接速度时,焊缝无缺陷存在,接头抗拉强度为287 MPa,拉伸试样断裂在底板. 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 静止轴肩 T形接头 焊接缺陷

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轴肩下压量对搅拌摩擦焊搭接接头力学性能的影响 被引量：16

15

作者 邢丽 魏鹏 +1 位作者 宋骁 柯黎明 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期15-19,113-114,共5页

采用表面为右螺纹圆柱型搅拌针的搅拌头对3 mm厚LY12铝合金进行了搅拌摩擦焊搭接试验,研究了轴肩下压量对接头界面迁移和搭接接头力学性能的影响.结果表明,随轴肩下压量增大,焊缝两侧的搭接界面均向下迁移,其迁移量随下压量的增加而增加... 采用表面为右螺纹圆柱型搅拌针的搅拌头对3 mm厚LY12铝合金进行了搅拌摩擦焊搭接试验,研究了轴肩下压量对接头界面迁移和搭接接头力学性能的影响.结果表明,随轴肩下压量增大,焊缝两侧的搭接界面均向下迁移,其迁移量随下压量的增加而增加,焊缝返回侧的界面迁移量大于前进侧.控制轴肩下压量,当轴肩下压量合适时,焊缝两侧的界面仅发生较小的迁移.当焊缝两侧的界面仅发生较小的迁移量时,搭接接头有较高的抗剪强度,且断裂都发生在上板,呈正断.焊缝两侧的搭接界面向下迁移时,断裂都发生在下板,接头抗剪强度随界面迁移高度的增加而减小,且受拉侧在下板前进侧时,接头的抗剪强度较受拉侧在下板返回侧时的高. 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 搭接接头 轴肩下压量 界面迁移 力学性能

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轴肩下压量对搅拌摩擦焊搭接焊缝界面迁移的影响 被引量：10

16

作者 魏鹏 邢丽 徐卫平 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期43-47,共5页

采用左螺纹圆柱搅拌针对2mm厚的LF6铝合金板进行搅拌摩擦焊搭接实验,研究了轴肩下压量对搅拌摩擦焊搭接焊缝界面迁移的影响。结果表明:焊缝返回边和前进边的搭接界面均向焊缝上表面迁移,在返回边,界面迁移至焊缝顶部时,水平向焊缝中心迁... 采用左螺纹圆柱搅拌针对2mm厚的LF6铝合金板进行搅拌摩擦焊搭接实验,研究了轴肩下压量对搅拌摩擦焊搭接焊缝界面迁移的影响。结果表明:焊缝返回边和前进边的搭接界面均向焊缝上表面迁移,在返回边,界面迁移至焊缝顶部时,水平向焊缝中心迁移,最大可延伸至前进边;而前进边的界面仅分布在前进边侧。返回边的界面迁移高度随轴肩下压量增加而增大,但当轴肩下压量超过0.18mm时,其迁移高度减小;前进边的界面迁移高度随轴肩下压量增加而逐渐增大。通过观察迁移界面的微观形态,返回边的界面向上迁移时,为未连接形貌;界面迁移至焊缝顶部时,呈断续连接;界面沿水平方向向焊缝中心迁移时,界面紧密连接。前进边的迁移界面始终保持连续。 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 搭接 轴肩下压量 界面迁移

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轴肩结构对搅拌摩擦焊过程中材料流动的影响 被引量：5

17

作者 张利国 孟庆国 +2 位作者 姬书得 栾国红 柴鹏 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期99-102,108,共5页

考虑材料参数随温度的变化关系以及搅拌头的实际结构形式,利用ANSYS FLUENT软件对搅拌摩擦焊过程中材料的流动行为进行了数值分析,研究了轴肩结构分别为平面、内凹与同心圆时的材料流动规律.研究表明,当轴肩结构发生变化时,焊件表面及... 考虑材料参数随温度的变化关系以及搅拌头的实际结构形式,利用ANSYS FLUENT软件对搅拌摩擦焊过程中材料的流动行为进行了数值分析,研究了轴肩结构分别为平面、内凹与同心圆时的材料流动规律.研究表明,当轴肩结构发生变化时,焊件表面及内部的材料流动趋势基本相同;靠近焊件表面的材料流动速度在轴肩结构为同心圆时最大,在轴肩结构为平面时最小.从避免搅拌摩擦焊根部缺陷的角度看,同心圆轴肩的搅拌头优于内凹轴肩,这一规律得到了试验证实. 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 轴肩结构 材料流动 数值分析

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静轴肩摩擦搅拌焊温度场仿真分析与参数优化 被引量：3

18

作者 张军 王稳 +2 位作者 王健 金涛涛 田志鹏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第17期2115-2124,共10页

为了解决非刚性支撑条件下传统搅拌头易陷入被焊接板材而导致焊接失败的问题,设计研发了静轴肩焊接结构。通过建立有限元仿真计算模型,并使用热红外成像仪对焊接表面温度进行实时监测,分析不同工艺参数下静轴肩摩擦搅拌焊焊接过程中的... 为了解决非刚性支撑条件下传统搅拌头易陷入被焊接板材而导致焊接失败的问题,设计研发了静轴肩焊接结构。通过建立有限元仿真计算模型,并使用热红外成像仪对焊接表面温度进行实时监测,分析不同工艺参数下静轴肩摩擦搅拌焊焊接过程中的温度场变化情况。使用设计研发的静轴肩摩擦搅拌焊进行现场试验并对完成焊接表面无缺陷的焊缝与母材进行拉伸试验对比,检测其焊缝机械强度,并对断口进行微观组织分析。结果表明:在使用静轴肩搅拌头焊接过程中,产热量主要来源于搅拌针轴肩的摩擦生热和搅拌针端部的摩擦生热,搅拌针的侧面摩擦生热和静轴肩的摩擦生热占比较小;对产热量影响较大的是主轴压力和主轴转速,C轴转速对产热量影响不大;在主轴压力为2940~3430 N,主轴转速为1000 r/min,C轴转速为0.05 r/min的工艺参数下,完成焊接的焊缝表面光滑无飞边,内部无沟槽隧道缺陷,焊缝抗拉性能达到母材的71.5%左右;焊缝断口存在分层现象,靠近焊接表面的上层呈脆性断裂特性,下层呈延性断裂特性,与母材相比,焊缝试样的延伸率和抗拉强度均有所降低。 展开更多

关键词 静轴肩 摩擦搅拌焊 工艺参数 温度场 试验研究

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镁合金载流静轴肩搅拌摩擦焊接数值模拟 被引量：2

19

作者 陈树君 王磊 +2 位作者 蒋晓青 王奕琳 袁涛 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1786-1797,共12页

传统镁合金搅拌摩擦焊接过程中材料流动性能较低,从而焊缝容易出现缺陷。本文利用COMSOL仿真软件,建立一种镁合金载流静轴肩搅拌摩擦焊(SSFSW)双热源数值模型,研究输入电流对材料流动性能的影响。通过改变输入电流参数进行数值模拟得到... 传统镁合金搅拌摩擦焊接过程中材料流动性能较低,从而焊缝容易出现缺陷。本文利用COMSOL仿真软件,建立一种镁合金载流静轴肩搅拌摩擦焊(SSFSW)双热源数值模型,研究输入电流对材料流动性能的影响。通过改变输入电流参数进行数值模拟得到焊接过程温度场,应力场和速度场的演变规律。发现随着电流的提高,温度场分布沿焊缝厚度方向趋于均匀化,焊缝的温度梯度降低,应力场峰值从532 MPa降低至461 MPa,呈明显降低趋势,证明此时焊缝中材料流动性得到显著提高。在电流达到150 A时,焊接温度峰值接近于材料熔点650℃,在此温度下易于得到无缺陷的焊缝和性能优异的焊接接头。数值模拟有效地预测实际焊接实验中可能会出现的结果,减少为了得到合理焊接参数所需大量实验的成本,并且仿真结果对工艺参数的选择有重要的指导意义。 展开更多

关键词 AZ31镁合金 载流静轴 肩搅拌摩擦焊 数值模型 温度场 应力场

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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

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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

在线阅读 下载PDF 职称材料