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搅拌针转速对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头焊接温度及硬度分布的影响
1
作者 廖利华 莫宇丹 +3 位作者 刘克 张鹏 张文康 何洪 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期104-111,共8页
通过试验研究了960~1800r·min^(-1)搅拌针转速下6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的硬度分布;采用ABAQUS软件对搅拌摩擦焊过程的温度分布进行有限元模拟,通过热影响区测温点的温度变化对模型进行验证,模拟研究搅拌针转速对热影响区焊... 通过试验研究了960~1800r·min^(-1)搅拌针转速下6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的硬度分布;采用ABAQUS软件对搅拌摩擦焊过程的温度分布进行有限元模拟,通过热影响区测温点的温度变化对模型进行验证,模拟研究搅拌针转速对热影响区焊接温度的影响,并建立焊接温度分布与接头硬度分布的对应关系。结果表明:接头最低硬度位于热影响区或焊核+热机影响区。当搅拌针转速不高于1200r·min^(-1)时,后退侧最低硬度(RLH)区域的硬度低于前进侧最低硬度(ALH)区域,RLH区域为接头力学性能的最薄弱位置;当搅拌针转速高于1200r·min^(-1)后,ALH区域的硬度低于RLH区域,ALH区域成为最薄弱位置。模拟得到热影响区不同测温点的温度变化趋势与试验结果相吻合,峰值温度的最大相对误差为2.6%,说明该模型可以准确预测6061-T6铝合金在搅拌摩擦焊接过程中的温度分布。当搅拌针转速不超过1200r·min^(-1)时,RLH区域的峰值温度比ALH区域更高,析出相溶解更多,硬度更低;当搅拌针转速高于1200r·min^(-1)后,ALH区域的峰值温度更高,在高温区域停留的时间更长,析出相溶解更严重,硬度更低。通过模拟获得接头焊接时峰值温度超过400℃且降温速率最慢的区域,即为接头力学性能的最薄弱位置。 展开更多
关键词 焊接温度 搅拌针转速 析出相 硬度分布
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基于X形正反螺纹搅拌针的搅拌摩擦搭接焊材料流动及其影响下的接头成形规律
2
作者 余占兴 陈政硕 +2 位作者 姬新淇 金晨 宋崎 《电焊机》 2024年第8期29-35,共7页
搅拌针大扎入下板是搅拌摩擦搭接焊(FSLW)常见的工艺方法,但向上弯曲的钩状缺陷会减小接头的有效搭接厚度,不利于获得高承载的接头。为实现钩状缺陷向下弯曲,设计了X形正反螺纹搅拌针并进行搅拌摩擦搭接焊过程材料流动行为的数值模拟,... 搅拌针大扎入下板是搅拌摩擦搭接焊(FSLW)常见的工艺方法,但向上弯曲的钩状缺陷会减小接头的有效搭接厚度,不利于获得高承载的接头。为实现钩状缺陷向下弯曲,设计了X形正反螺纹搅拌针并进行搅拌摩擦搭接焊过程材料流动行为的数值模拟,进而研究材料流动与接头成形间的关系。结果表明,在X形正反螺纹搅拌针作用下,焊接过程中焊核区下部与上部的材料分别向上与向下流动,在焊核区中间交汇后向沿水平方向流动;当材料交汇形成的材料集聚区位于原始搭接界面上方时,既可实现钩状缺陷的向下弯曲又可获得大宽度的焊核。在转速为800 rpm且焊速为300 mm/min时,2024-T4铝合金搭接焊接头的拉伸强度达到299.6 MPa,其大于已报道的2000系列铝合金接头强度值。 展开更多
关键词 搅拌摩擦搭接焊 X形正反螺纹搅拌针 数值模拟 材料流动 接头成形
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搅拌针长度对铝-铜搭接搅拌摩擦焊影响机制的数值模拟研究
3
作者 赵文祯 朱亚龙 +1 位作者 付遨 何欢 《金属加工（热加工）》 2024年第1期19-27,共9页
利用流体动力学的计算方法,分别建立了长度为2.4mm和2.8mm搅拌针的铝-铜异质材料搅拌摩擦搭接焊模型。基于VOF计算铝-铜两相分布的方法,定量分析了不同长度的搅拌针下两相材料流动和界面热-力耦合效应。通过界面摩擦切应力与热流通过搅... 利用流体动力学的计算方法,分别建立了长度为2.4mm和2.8mm搅拌针的铝-铜异质材料搅拌摩擦搭接焊模型。基于VOF计算铝-铜两相分布的方法,定量分析了不同长度的搅拌针下两相材料流动和界面热-力耦合效应。通过界面摩擦切应力与热流通过搅拌头与工件接触界面的相对滑移状态计算,搭建了随材料流动状态变化的界面动态自适应热力模型。分析发现:增加搅拌针长度能有效强化两相材料的混合与搅拌区的塑性变形,焊缝后退侧的钩状组织更加尖锐。随着材料流动速度提升,界面摩擦切应力降低,进而引起界面摩擦产热和热流密度降低。但局部塑性流动的增强提升了塑性变形区域的黏性耗散产热和温度,且铝在垂直方向上的迁移更加剧烈,使铝-铜异质金属搭接界面的混合区扩大。此外,通过将仿真得到的焊缝横断面两相材料的界面分布与相关文献试验数据进行对比,验证了模型的准确性。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 铝-铜异质材料搭接 数值模拟 搅拌针长度 热力耦合
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搅拌针形状对搅拌摩擦焊焊缝截面形貌的影响 被引量：34
4
作者 柯黎明 潘际銮 +1 位作者 邢丽 王善林 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期33-37,共5页
采用镶嵌异种材料作为标识材料的方法,用不同搅拌针形状的搅拌头,进行了搅拌摩擦焊试验。结果表明,搅拌针形状影响焊缝塑化金属流动的行为,导致焊缝截面形貌发生变化。搅拌针表面的反螺纹使搅拌针周围塑化金属向下流动,迫使搅拌针端部... 采用镶嵌异种材料作为标识材料的方法,用不同搅拌针形状的搅拌头,进行了搅拌摩擦焊试验。结果表明,搅拌针形状影响焊缝塑化金属流动的行为,导致焊缝截面形貌发生变化。搅拌针表面的反螺纹使搅拌针周围塑化金属向下流动,迫使搅拌针端部周边金属向上运动,焊核中心处于焊缝横截面下部;正螺纹使搅拌针周围塑化金属向上流动,迫使轴肩下方及周边金属向下运动,焊核中心处于焊缝横截面上部。改变搅拌针形状及长度,可以改变搅拌针下方及附近区域塑化金属的流动形态,从而改变焊缝底部的成形及包铝层进入焊缝的深度。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 搅拌针形状 塑性流动 焊缝形貌
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搅拌针形状影响搅拌摩擦焊过程金属塑性流动规律的数值模拟 被引量：23
5
作者 姬书得 孟庆国 +2 位作者 史清宇 张利国 邹爱丽 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期93-96,117-118,共4页
考虑材料参数随温度的变化关系以及搅拌工具的实际结构,利用Fluent流体力学软件建立了搅拌摩擦焊的有限体积模型,对搅拌针的形状影响材料塑性流动行为的规律进行了研究.结果表明,材料的流动速度随着到焊件表面以及到搅拌针旋转轴的距离... 考虑材料参数随温度的变化关系以及搅拌工具的实际结构,利用Fluent流体力学软件建立了搅拌摩擦焊的有限体积模型,对搅拌针的形状影响材料塑性流动行为的规律进行了研究.结果表明,材料的流动速度随着到焊件表面以及到搅拌针旋转轴的距离增加而减小;当减小搅拌针的锥角以及减小搅拌针的螺纹槽宽度时,焊件内部材料的流动速度得到提高.当搅拌工具在焊接过程中顺时针旋转时,对于左螺旋搅拌针,搅拌针附近的材料向下流动,而热力影响区材料的流动方向向上,此规律与右螺旋搅拌针时相反. 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 流动 搅拌针 数值模拟
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搅拌针形状对搅拌摩擦加工制备CNTs/铝基复合材料均匀性的影响 被引量：15
6
作者 李文龙 夏春 +1 位作者 邢丽 柯黎明 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期75-78,84,共5页
采用搅拌摩擦加工技术(FSP)制备碳纳米管增强铝基(CNTs/Al)复合材料,研究了搅拌针形状对复合材料均匀性的影响。结果表明:搅拌针形状影响到塑化材料的迁移路径和程度,导致复合材料宏观形貌和均匀性发生变化。相比柱形,锥形搅拌针周围金... 采用搅拌摩擦加工技术(FSP)制备碳纳米管增强铝基(CNTs/Al)复合材料,研究了搅拌针形状对复合材料均匀性的影响。结果表明:搅拌针形状影响到塑化材料的迁移路径和程度,导致复合材料宏观形貌和均匀性发生变化。相比柱形,锥形搅拌针周围金属温度高,挤压区易于扩张,抽吸-挤压效应较强,形成的中心区面积大且均匀性较好;双螺纹搅拌针由于在板材上下两端形成两个材料迁移通道,挤压区相互重叠,材料混合程度加强,中心区CNTs分布均匀性最好。 展开更多
关键词 搅拌摩擦加工 CNTS 铝基复合材料 搅拌针形状 均匀性
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锥形光头搅拌针搅拌摩擦焊接铝锂合金接头组织及力学性能 被引量：16
7
作者 冯吉才 王大勇 王攀峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期932-935,共4页
采用锥形光头搅拌针搅拌摩擦焊接 5mm厚铝锂合金轧制板材 ,并对接头微观组织、力学性能及断裂特性进行了深入研究。结果表明 ,接头由焊核区、热机影响区和热影响区构成。焊核区在焊接过程中发生动态再结晶 ,形成细小的等轴晶晶粒 ,晶界... 采用锥形光头搅拌针搅拌摩擦焊接 5mm厚铝锂合金轧制板材 ,并对接头微观组织、力学性能及断裂特性进行了深入研究。结果表明 ,接头由焊核区、热机影响区和热影响区构成。焊核区在焊接过程中发生动态再结晶 ,形成细小的等轴晶晶粒 ,晶界处分布有大量的偏析相 ,热影响区组织发生粗化 ,形成粗大的板条状组织 ,前进侧热机影响区组织发生回复反应 ,后退侧热机影响区发生回复 +再结晶反应 ;硬度测试结果表明 ,接头发生软化 ,后退侧材料的软化区间和软化程度均高于前进侧 ;断口实验结果表明 ,接头断裂模式为解理断裂。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 锥形光头搅拌针 接头组织 铝锂合金
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搅拌针形状对2A14铝合金搅拌摩擦焊接头组织和拉伸性能的影响 被引量：7
8
作者 邹青峰 钱炜 +3 位作者 安丽 刘钢 赵晟 毕庆贞 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期37-41,共5页
为深入研究搅拌针形状对搅拌摩擦焊接头显微组织和拉伸性能的影响,采用搅拌针形状不同的搅拌头对8mm厚2A14铝合金进行搅拌摩擦焊接试验,研究了搅拌针形状对接头显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:增大搅拌针的"切边"深度,... 为深入研究搅拌针形状对搅拌摩擦焊接头显微组织和拉伸性能的影响,采用搅拌针形状不同的搅拌头对8mm厚2A14铝合金进行搅拌摩擦焊接试验,研究了搅拌针形状对接头显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:增大搅拌针的"切边"深度,一方面可以增强搅拌针对材料的搅拌作用,促进材料塑性流动,有利于获得良好的焊接接头,另一方面可以增大搅拌针的动静态体积比,增强搅拌针对材料的挤压作用,增加材料的塑性变形产热,扩大焊核区及热机影响区的面积;焊核区"洋葱环"是材料流动充分的表现;搅拌针动静态体积比大于1对焊接接头拉伸性能的提高很重要,但当动静态体积比达到1.10后,继续增大动静态体积比对抗拉强度的提高效果不显著,但对断后伸长率的影响仍较明显。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊接 搅拌针形状 显微组织 拉伸性能
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搅拌针几何形态对无倾角搅拌摩擦焊焊缝成形的影响及其机制分析 被引量：5
9
作者 王敏 张会杰 +3 位作者 于涛 朱智 张骁 杨广新 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第18期57-63,共7页
无倾角搅拌摩擦焊工艺是保障平面二维及空间三维复杂焊缝焊接质量的关键技术。分别采用含有光面搅拌针、光面带切台搅拌针和螺纹带切台搅拌针的焊具进行无倾角焊接试验,对比研究焊缝形貌、缺陷分布和接头性能,以期阐明搅拌针几何形态对... 无倾角搅拌摩擦焊工艺是保障平面二维及空间三维复杂焊缝焊接质量的关键技术。分别采用含有光面搅拌针、光面带切台搅拌针和螺纹带切台搅拌针的焊具进行无倾角焊接试验,对比研究焊缝形貌、缺陷分布和接头性能,以期阐明搅拌针几何形态对无倾角搅拌摩擦焊焊缝的影响及其机制,从而为无倾角搅拌摩擦焊工艺的高质量应用奠定技术基础。试验结果表明,在无倾角焊接条件下,光面搅拌针容易导致焊缝根部出现孔洞缺陷,难以形成优质接头;带切台搅拌针增强了焊缝中上部材料的塑性流动,由此间接促进了焊缝根部匙孔的填充,在较低焊速下可以获得无缺陷接头;搅拌针螺纹结构直接增强了焊缝根部材料的塑性流动,因而能在更宽的参数范围内形成无缺陷接头。与光面搅拌针相比,搅拌针切台结构增大了接头软化区宽度,提高了焊缝上部的软化程度,所得无缺陷接头的抗拉强度最高可达母材的86%。对比而言,在带切台搅拌针上进一步加工螺纹能够降低焊接热软化效应,减小软化区宽度并提高焊核区硬度,接头最高强度系数由此增大到了90%。 展开更多
关键词 无倾角搅拌摩擦焊 搅拌针 几何形态 焊缝成形
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柱形光头搅拌针搅拌摩擦焊接铝锂合金接头组织及力学性能 被引量：6
10
作者 王大勇 冯吉才 王攀峰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期3-6,10,共5页
采用柱形光头搅拌针搅拌摩擦焊接5mm厚的铝锂合金轧制板,并对接头组织和力学性能进行了分析。焊后接头形成了三个组织差异明显的区域:焊核区,热机影响区和热影响区。焊核区微观组织呈鱼鳞状;热影响区组织在焊接热循环作用下,发生回复反... 采用柱形光头搅拌针搅拌摩擦焊接5mm厚的铝锂合金轧制板,并对接头组织和力学性能进行了分析。焊后接头形成了三个组织差异明显的区域:焊核区,热机影响区和热影响区。焊核区微观组织呈鱼鳞状;热影响区组织在焊接热循环作用下,发生回复反应,形成棒状的回复晶粒;前进侧和后退侧热机影响区内为颗粒较大的等轴晶晶粒,且后退侧晶粒尺寸大于前进侧。力学性能测试结果表明,焊接速度υ=40mm/min时,接头获得最高拉伸强度(296MPa);焊接速度υ=80mm/min时,接头获得最大延伸率(8.6%)。硬度测试结果表明,焊缝区发生了软化,前进侧和后退侧材料的软化区间大致相同,但后退侧软化程度高于前进侧。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 柱形光头搅拌针 铝锂合金
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半螺纹搅拌针对2024铝合金搅拌摩擦搭接焊力学性能影响 被引量：10
11
作者 岳玉梅 周振鲁 +1 位作者 姬书得 李政玮 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期69-72,133,共4页
作为影响搅拌摩擦焊(FSW)过程中塑性材料上下流动的重要因素,搅拌针螺纹形貌同样对搅拌摩擦搭接焊(FSLW)的材料流动和力学性能有着重要影响.为研究半螺纹搅拌针对FSLW接头显微组织和力学性能的影响,文中将全螺纹搅拌针和半螺纹搅拌针用... 作为影响搅拌摩擦焊(FSW)过程中塑性材料上下流动的重要因素,搅拌针螺纹形貌同样对搅拌摩擦搭接焊(FSLW)的材料流动和力学性能有着重要影响.为研究半螺纹搅拌针对FSLW接头显微组织和力学性能的影响,文中将全螺纹搅拌针和半螺纹搅拌针用于包铝2024铝合金FSLW试验,并对不同搅拌针作用下的FSLW接头的横截面形貌、剪切拉伸载荷、断裂位置等方面进行分析对比.结果表明,半螺纹搅拌针会使钩状缺陷向下弯曲,从而使FSLW接头具有较大的有效板材厚度以及搭接宽度.断裂模式同为剪切断裂,但半螺纹搅拌针作用下的FSLW接头拥有更大的拉断载荷. 展开更多
关键词 搅拌摩擦搭接焊 半螺纹搅拌针 横截面形貌 钩状缺陷
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搅拌针形状对搅拌摩擦焊焊缝S曲线形成的影响 被引量：8
12
作者 谢腾飞 邢丽 +2 位作者 柯黎明 栾国红 董春林 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2008年第7期64-66,82,共4页
采用四种不同形状搅拌针的搅拌头进行搅拌摩擦焊试验,研究了搅拌针形状对LF6铝合金搅拌摩擦焊焊缝S曲线形成的影响。结果表明:通过改变搅拌针形状可以改变焊缝塑化金属的流动行为及结合面材料的破碎程度,从而影响S曲线的形成。当焊接参... 采用四种不同形状搅拌针的搅拌头进行搅拌摩擦焊试验,研究了搅拌针形状对LF6铝合金搅拌摩擦焊焊缝S曲线形成的影响。结果表明:通过改变搅拌针形状可以改变焊缝塑化金属的流动行为及结合面材料的破碎程度,从而影响S曲线的形成。当焊接参数一定时,在光面搅拌针中,圆锥光面搅拌针较圆柱光面搅拌针更易形成S曲线;表面带螺纹搅拌针中,圆柱右旋螺纹搅拌针较圆柱左旋螺纹搅拌针更易形成S曲线。搅拌针形状不变,降低焊接速度,可以改善焊缝塑化金属流动性,使结合面材料的分布不连续,S曲线逐渐消失。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 S曲线 搅拌针形状 塑性流动
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搅拌针端部形状对FSW接头根部金属流动行为的影响 被引量：4
13
作者 严超英 邢丽 +1 位作者 黄永德 柯黎明 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期51-55,115-116,共7页
采用不同端部形状的搅拌针对12 mm厚的6061-T4铝合金进行对接焊,观察了匙孔处不同横截面上焊缝形貌,分析了搅拌针端部形状变化对FSW接头根部金属流动行为的影响.结果表明,FSW焊缝区金属沿焊缝厚度方向上的迁移主要受搅拌针表面螺纹影响... 采用不同端部形状的搅拌针对12 mm厚的6061-T4铝合金进行对接焊,观察了匙孔处不同横截面上焊缝形貌,分析了搅拌针端部形状变化对FSW接头根部金属流动行为的影响.结果表明,FSW焊缝区金属沿焊缝厚度方向上的迁移主要受搅拌针表面螺纹影响,而搅拌针端部锥度对接头根部金属的迁移的影响可分为两个方面,一是脱离螺纹作用的金属向下迁移,二是焊核区金属的向上迁移.搅拌针端面直径影响FSW接头未焊透厚度.随搅拌针端面直径增加,搅拌针可焊板材厚度增大. 展开更多
关键词 搅拌针端部形状 FSW 流动行为 未焊透
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搅拌针表面形状对焊缝金属轴向迁移的影响 被引量：3
14
作者 毛育青 柯黎明 +2 位作者 刘奋成 陈玉华 邢丽 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期19-24,共6页
采用不同表面形状的搅拌针对20 mm厚7075铝板进行焊接,分析其对焊缝金属沿轴向迁移的影响.结果表明,使用圆锥形搅拌针焊接时,随着旋转速度增加,焊核区面积、塑化金属沿两边向上迁移高度先增大后减小,疏松区面积则先减小后增大.同一焊缝... 采用不同表面形状的搅拌针对20 mm厚7075铝板进行焊接,分析其对焊缝金属沿轴向迁移的影响.结果表明,使用圆锥形搅拌针焊接时,随着旋转速度增加,焊核区面积、塑化金属沿两边向上迁移高度先增大后减小,疏松区面积则先减小后增大.同一焊缝中焊核区内塑化金属沿前进边向上迁移高度大于返回边.采用375 r/min旋转速度焊接时获得的焊核区面积、塑化金属向上迁移高度最大,疏松区面积最小.而使用三角平面搅拌针焊接时,瞬时空腔的出现增强了沿焊缝水平方向上"抽吸-挤压"效应,同时改善塑化金属沿轴向上的流动性,导致疏松缺陷消失. 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 厚板铝合金 旋转速度 搅拌针形貌 轴向迁移
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搅拌针形状对搭接焊缝界面迁移的影响 被引量：3
15
作者 邓卫华 魏鹏 +1 位作者 邢丽 徐卫平 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第1期119-122,共4页
采用搅拌针长度相同而形状不同的搅拌头对3mm厚的LY12CZ铝合金进行了搅拌摩擦焊搭接试验。结果表明,表面带有螺纹的搅拌针使板材间的搭接界面在厚度方向上发生迁移,左螺纹使邻近搅拌针的塑化金属向下迁移,在搅拌针端部积聚,挤压周边金... 采用搅拌针长度相同而形状不同的搅拌头对3mm厚的LY12CZ铝合金进行了搅拌摩擦焊搭接试验。结果表明,表面带有螺纹的搅拌针使板材间的搭接界面在厚度方向上发生迁移,左螺纹使邻近搅拌针的塑化金属向下迁移,在搅拌针端部积聚,挤压周边金属向上运动,导致搭接界面向上迁移;右螺纹使邻近搅拌针的塑化金属向上迁移,在搅拌针根部积聚并受轴肩作用,挤压周边金属向下运动,导致搭接界面向下迁移。若搅拌针表面是光滑的,搭接界面在厚度方向上的迁移减小,但返回边界面向焊缝中心延伸的程度增大。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 搅拌针形状 搭接 界面迁移
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搅拌针锥度和螺纹头数对厚板铝合金FSW焊缝金属迁移的影响 被引量：4
16
作者 赵艺达 柯黎明 +1 位作者 刘奋成 毛育青 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期46-50,131-132,共5页
研究了20 mm厚2024-T4铝合金板材在搅拌摩擦焊过程中,搅拌针锥度与搅拌针表面螺纹头数对焊缝塑性金属在搅拌针周围迁移程度的影响.结果表明,随搅拌针螺纹头数增加,搅拌头旋转1圈时搅拌针螺纹所转移的高温金属量增加,焊核中塑性金属在前... 研究了20 mm厚2024-T4铝合金板材在搅拌摩擦焊过程中,搅拌针锥度与搅拌针表面螺纹头数对焊缝塑性金属在搅拌针周围迁移程度的影响.结果表明,随搅拌针螺纹头数增加,搅拌头旋转1圈时搅拌针螺纹所转移的高温金属量增加,焊核中塑性金属在前进边和返回边的轴向上迁移程度增加,宏观表现为焊核高度、宽度和面积增大;搅拌针锥度由25°减少至15°时,焊缝塑化金属量增加,焊核塑性金属在焊缝横截面上横向和轴向的迁移程度都增大,焊核面积增大.采用多头螺纹和较小锥度的搅拌针,可以改善厚板焊接时温度梯度大、焊缝金属流动不充分的问题,保证焊缝冶金质量. 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊缝 螺纹头数 搅拌针锥度 厚板铝合金 焊缝金属迁移
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根部螺纹搅拌针对搭接接头钩状缺陷和性能的影响 被引量：3
17
作者 吴双连 毛镇东 刘雪松 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期37-40,I0003,共5页
选用3mm厚的7075–T6铝合金为研究对象,研究了根部带有螺纹的搅拌针对搅拌摩擦焊搭接接头钩状缺陷及拉剪载荷的影响.结果表明,搅拌针上的螺纹可明显改变焊接过程中的材料流动;塑性材料在搭接面上部集中,挤压搭接界面,焊后搭接接头的钩... 选用3mm厚的7075–T6铝合金为研究对象,研究了根部带有螺纹的搅拌针对搅拌摩擦焊搭接接头钩状缺陷及拉剪载荷的影响.结果表明,搅拌针上的螺纹可明显改变焊接过程中的材料流动;塑性材料在搭接面上部集中,挤压搭接界面,焊后搭接接头的钩状缺陷向下弯曲;搭接面处焊核区的宽度较搅拌针的直径明显增大.因搅拌针端部无螺纹,焊接速度较大时接头底部会由于材料无法及时填充而产生孔洞缺陷.随着搅拌头焊接速度的升高,搭接接头的拉剪载荷先上升后下降,最高载荷在焊接速度为40mm/min时取得,为23.333 kN. 展开更多
关键词 螺纹 搅拌针 搅拌摩擦搭接 钩状缺陷 拉剪载荷
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螺纹搅拌针直径对铝/钢填丝搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响 被引量：3
18
作者 韩世伟 罗展 +3 位作者 蒋晓 谭攀 李小飞 许惠斌 《精密成形工程》 北大核心 2021年第2期111-115,共5页
目的采用填丝搅拌摩擦焊方法,研究螺纹搅拌针直径对6061铝合金/304不锈钢搅拌摩擦焊接接头组织及性能的影响。方法通过使用3种不同直径的螺纹搅拌头,观察不同结构搅拌头对焊缝成形及接头微观形貌的演变规律,并对其进行力学性能测试,研... 目的采用填丝搅拌摩擦焊方法,研究螺纹搅拌针直径对6061铝合金/304不锈钢搅拌摩擦焊接接头组织及性能的影响。方法通过使用3种不同直径的螺纹搅拌头,观察不同结构搅拌头对焊缝成形及接头微观形貌的演变规律,并对其进行力学性能测试,研究搅拌头结构对接头性能强化的影响。结果随着螺纹搅拌针直径由M4增加到M6,焊缝表面成形逐渐粗糙,同时在接头焊缝中易产生大尺寸钢屑;另外,随着螺纹搅拌针直径的增加,接头界面处容易生成HOOK缺陷,同时在界面附近区域易出现钢屑的聚集;接头的抗拉强度随螺纹搅拌针直径的增加,呈明显下降的趋势。当螺纹搅拌针直径为M4时,接头的抗拉性能达到最大值156 MPa。结论通过采用直径为M4的螺纹搅拌头,能够获得具有最优综合性能的接头。 展开更多
关键词 螺纹搅拌针直径 异种金属 搅拌摩擦焊 铝硅焊丝
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基于涡状搅拌针的2024-T4铝合金搅拌摩擦扩散焊接头成形与断裂载荷 被引量：1
19
作者 孟立春 孙晓红 刘雪松 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期67-70,共4页
以2024-T4铝合金为对象进行了搅拌摩擦扩散焊试验,首次提出并使用涡状搅拌针,且对比分析了涡状搅拌针数量对横截面形貌、材料流动行为与力学性能的影响.结果表明,涡状搅拌针作用下的搭接界面未出现明显的弯曲现象,增加涡状针的数量有利... 以2024-T4铝合金为对象进行了搅拌摩擦扩散焊试验,首次提出并使用涡状搅拌针,且对比分析了涡状搅拌针数量对横截面形貌、材料流动行为与力学性能的影响.结果表明,涡状搅拌针作用下的搭接界面未出现明显的弯曲现象,增加涡状针的数量有利于增加焊核区底部的宽度.当采用4个涡状结构的搅拌针时,发生拉伸断裂模式的搭接接头有效连接宽度与断裂载荷均大于具有6个涡状结构的搅拌针,其值分别为11.74 mm及17 531.83 N. 展开更多
关键词 搅拌摩擦扩散焊 涡状搅拌针 横截面形貌 断裂载荷
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搅拌针偏移量对铝/铜异质金属搅拌摩擦焊接过程和接头组织性能的影响 被引量：2
20
作者 宿浩 李雪 +2 位作者 赵庆桢 陈姬 武传松 《电焊机》 2023年第3期91-100,共10页
采用搅拌摩擦焊接技术对2 mm厚6061铝合金和紫铜合金异质金属进行对接试验,研究搅拌针偏移量对铝/铜异质金属接头组织和性能的影响。研究发现,由于铝和铜两种材料的流动性存在差异,随着搅拌针由铝侧向铜侧偏移,搅拌头-工件界面的温度无... 采用搅拌摩擦焊接技术对2 mm厚6061铝合金和紫铜合金异质金属进行对接试验,研究搅拌针偏移量对铝/铜异质金属接头组织和性能的影响。研究发现,由于铝和铜两种材料的流动性存在差异,随着搅拌针由铝侧向铜侧偏移,搅拌头-工件界面的温度无明显变化,而焊接过程中的前进阻力显著增大,且接头机械互锁程度也更加充分。对铝/铜异质接头微观形貌进行扫描电子显微镜分析,发现铝/铜界面处的金属间化合物层呈清晰的双层结构,分别为靠近铝侧的Al_(2)Cu层和靠近铜侧的Al_(4)Cu_(9)层,此外金属间化合物还以颗粒状和条带状等形貌分布在铝/铜界面附近。搅拌针偏向铜侧0.5 mm时得到的铝/铜异质接头机械互锁程度和金属间化合物分布最为理想,接头抗拉强度达到200 MPa。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊接 铝/铜异质接头 搅拌针偏移量 金属间化合物 力学性能
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