张华
,
林三宝
,
吴林
,
冯吉才
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2004.06.013
针对5 mm厚AZ31镁合金搅拌摩擦焊接过程进行三维有限元传热分析,并推导搅拌摩擦焊接(FSW)产热的数学模型,计算FSW过程不同时刻和不同位置温度分布.计算结果表明:起焊时有一个预热作用,预热对搅拌摩擦焊接过程有利;搅拌摩擦焊接过程中准稳态时最高温度为460℃左右,低于镁合金的熔化温度,属于固相连接.温度场测量结果显示:计算结果与测量结果较吻合,说明温度场模型的建立基本符合搅拌摩擦焊接过程.
关键词:
搅拌摩擦焊
,
AZ31镁合金
,
热源模型
,
有限元
赵衍华
,
林三宝
,
申家杰
,
吴林
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.01.016
采用搅拌摩擦焊方法对8mm厚的2014Al合金进行了焊接,焊后对接头的微观组织和力学性能及断裂特性进行了分析.研究结果表明,焊核区和轴肩影响区由细小的等轴再结晶组织构成;热机影响区受机械和热的双重作用组织发生了较大程度的变形,在热循环的作用下发生回复反应;热影响区仅受热循环的作用,组织稍微有粗化现象.力学试验表明:焊接速度为150mm/min时,接头的抗拉强度可以达到361MPa,为母材的78%,抗弯强度达到母材的76%.断口形貌分析显示,接头断裂模式为韧性和脆性的混合型断裂.
关键词:
搅拌摩擦焊
,
2014Al合金
,
接头组织
,
力学性能
,
断裂特性
刘凤尧
,
杨春利
,
林三宝
,
吴林
,
张清涛
金属学报
逐点测试了活性化TIG焊(A-TIG)电弧光谱的频域及空间分布, 分析了A-TIG电弧光谱的构成. A-TIG光谱的频域分布为连续光谱背景下的线光谱; Ar和活性剂粒子分布在整个电弧空间, 其中活性剂元素谱线在电弧中最强, 其次是钨极前方, 在熔池上方最弱; 活性剂元素谱线线形及重现性好; 与常规TIG焊相比, 电弧中的Fe谱线明显增多, 大多数分布在熔池上方和电弧中部区域; 电弧周围分布着很多活性剂粒子; 电弧中心Ar谱线强度提高说明电弧中心温度有所提高.
关键词:
A-TIG焊
,
null
,
null
刘凤尧
,
杨春利
,
林三宝
,
吴林
,
张清涛
金属学报
以不锈钢0Cr18Ni9为实验对象, 涂敷含有Bi的SiO2和TiO2活性剂, 通过1 mm厚高熔点薄钨板挡住熔池流动的方法进行焊接实验. 对钨板两侧Bi颗粒的分布进行了测试, 分析涂敷SiO2和TiO2后溶池流动方向的变化，同时采集了电弧电压. 结果表明: 活性剂SiO2和TiO2改变了熔池的流动方向; SiO2使电压提高约4.2 V, 而TiO2对电弧电压没有影响; 活性剂并未使电弧整体发生收缩, 而使电弧整体发生了膨胀; SiO2使等离子体发生了收缩； 电弧等离子体收缩和电弧导电通道变长是SiO2活性剂提高电弧电压的主要原因。 分析认为，SiO2增加熔深是等离子体收缩、阳极斑点收缩和表面张力温度梯度由负变正共同作用的结果; TiO2增加熔深只是表面张力温度梯度由负变正的作用.
关键词:
活性化TIG焊
,
null
,
null
张华
,
林三宝
,
吴林
,
冯吉才
,
宁金星
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.01.008
对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头进行力学性能实验.拉伸、疲劳实验结果显示,AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头抗拉强度可以达到母材强度的92.9%,断裂位置在前进面的机械热影响区,认为是前进面机械热影响区不均匀的层状组织和应力集中作用的结果.扫描电镜显示:断口有明显的撕裂纹和纤维状组织.
关键词:
搅拌摩擦焊
,
镁合金
,
力学性能
,
断口形貌
范成磊
,
林三宝
,
杨春利
,
余翔
,
赵文胜
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.05.012
针对Nimonic263高温合金,选择几种效果较好的单质活性剂进行正交混比焊接试验,确定最优的混合型活性剂成分配比.试验结果表明,NaF-MgF2-CaO系和NaF-MgF2-CaF2系混合型活性剂增加熔深的能力均比单一成分活性剂突出,其中,成分配比为NaF:MgF2:CaO=5:6:5的混合型活性剂使熔深增加了122%,而NaF:MgF2:CaF2=5:4:1混合型活性剂使熔深增加高达164%.第二种活性剂作用下的焊接接头塑性良好,平均延伸率在100%以上,在绝大部分工艺条件下,焊缝抗拉强度都要高于母材,随着焊接电流和焊接速度的减小,焊缝强度有一定程度的提高.断口分析表明,焊缝处韧窝比较深,分布均匀;而母材断口表面有大块的撕裂痕迹,韧窝少且浅,分布也很不均匀.
关键词:
Nimonic263
,
A-TIG焊
,
活性剂
,
正交
刘凤尧
,
林三宝
,
杨春利
,
吴林
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2002.03.020
常规TIG焊生产效率低,单道焊可焊厚度小.活性化TIG焊(A-TIG),同常规TIG焊相比可大幅度地提高焊缝熔深,从而提高焊接效率.针对不锈钢材料,通过宏观断面分析方法研究了单一成分的活性剂(SiO2、CaF2、TiO2、Cr2O3和NaF)对焊缝熔深的影响.结果表明:同常规TIG焊相比,上述5种活性剂在涂敷量较小时,焊缝熔深均随活性剂涂敷量的增加而明显增大,氧化物活性剂增加熔深的作用效果大,氟化物的作用效果较小;5种活性剂在熔深增加能力上均有一个饱和点;电弧收缩和熔池表面张力梯度的变化是活性剂增加熔深的主要原因.
关键词:
A-TIG焊
,
活性剂
,
焊缝熔深
宋建岭
,
林三宝
,
杨春利
,
范成磊
中国有色金属学报
选用CuSi3焊丝对镍基合金/不锈钢进行钨极惰性气体(TlG)钎焊实验,运用OM、SEM和EDS分析接头微观组织,通过拉伸实验和硬度实验评定接头的力学性能.结果表明:TIG钎焊接头具有熔焊和钎焊的双重性质,不锈钢母材局部熔化,生成Fe基熔合区;在接头搭接区及镍基合金母材与焊缝金属之间存在界面反应层,反应层可分为熔化未混合区、Ni基树枝晶和晶间Cu基区:焊缝区为Cu基体上分布着颗粒状Fe基固溶体:CuSi3接头剪切强度达到195 MPa,接头断裂于焊缝与不锈钢界面处,断口为微孔聚合机制引起的塑性断裂;在界面处硬度值发生突变,Ni基树枝晶硬度值达到HV433.3,不锈钢熔合区中的Fe基体硬度值达到HV453.4,近界面处焊缝区Cu基体硬度值为HV150.
关键词:
钨极惰性气体钎焊
,
界面反应层
,
显微组织
,
力学性能
张华
,
林三宝
,
吴林
,
冯吉才
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2004.02.002
接头焊核区域的形成是搅拌摩擦焊接的一个典型特征,其形状和大小对搅拌摩擦焊接头的性能有重要影响.以AZ31镁合金为母材,分析不同焊接参数(包括焊接压力、焊接速度、搅拌头倾斜角)条件下搅拌摩擦焊接头焊核成型的规律及特点,并建立焊核成型过程的简单模型.分析认为焊接压力和搅拌头倾斜角是影响焊核成型的重要因素,而焊接压力决定塑性材料的形成.焊核的形状主要由塑性材料的流动状态决定,搅拌头的形状和焊接速度影响塑性材料的流动,从而影响焊核的成型.掌握FSW焊核成型规律,可以选择合理的工艺参数.
关键词:
搅拌摩擦焊
,
AZ31镁合金
,
焊核
,
倾斜角
