陈东高
,
刘金合
,
陈东亮
,
冯胜强
,
杨武林
,
马志华
,
陶明杰
兵器材料科学与工程
采用搅拌摩擦焊对厚度为30 mm的7A52铝合金厚板进行对接单道焊接,并沿厚度方向每6mm切取共制成5层疲劳试样,研究其疲劳性能的变化趋势.结果表明:沿厚度方向由表层至底部疲劳性能依次呈先减后增的变化趋势,沿焊接方向疲劳性能呈先减后增而后再减的变化趋势;接头疲劳断裂位置和显微硬度的最低处大部分出现在前进侧的热影响区;焊缝断口形貌较母材复杂,断口瞬断区出现沿晶断裂,伴有较厚的撕裂棱;韧窝内第二相粒子发生劈裂和碎裂.
关键词:
搅拌摩擦焊
,
7A52铝合金
,
显微组织
,
疲劳性能
,
显微硬度
陈东高
,
刘金合
,
陈东亮
,
马志华
,
冯胜强
,
杨武林
,
陶明杰
兵器材料科学与工程
通过对30 mm厚的7A52铝合金轧制板材进行搅拌摩擦焊接工艺试验,对比分析了单面焊接和双面焊接两种工艺对焊接接头组织和性能的影响.结果表明:与单面1道焊接相比,双面(背部2次)焊接细化了前1道焊缝组织,消除单面焊道背部缺陷,且焊接接头各区的硬度趋于均匀一致,基本达到母材硬度水平,焊接接头伸长率和拉伸强度都优于单面焊接;双面焊接头断口呈韧性断裂,单面焊接头断口韧窝数量低于双面焊.
关键词:
7A52铝合金轧制板
,
搅拌摩擦焊接
,
背部2次焊接
,
组织与性能对比
胡美娟
,
刘金合
中国有色金属学报
采用ANSYS有限元分析软件,建立12 mm厚TC4钛合金平板电子束焊接温度场和应力场的三维有限元数值计算模型.模型采用圆锥体热源考虑电子束焊接时的小孔效应;材料的热学、力学性能参数随温度变化;相变和熔池内液体的对流散热通过比热和热导率的变化实现.计算结果表明:钛合金电子束焊接时,熔池呈典型的卵形分布.高值纵向残余拉应力集中分布在焊缝中心线两侧距焊缝中心线4 mm的区域内,平板内部出现接近材料屈服极限的局部三维残余拉应力状态.实验得到的焊缝宏观形貌和小孔释放法检测到的焊接残余应力对计算结果进行验证,实验结果和计算结果吻合较好,证明了有限元模型的正确性.
关键词:
钛合金
,
电子束焊接
,
数值模拟
,
小孔法
,
残余应力
徐韦锋
,
刘金合
,
栾国红
,
董春林
金属学报
对14 mm厚板铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头焊核区微观组织、整体和分层切片力学性能进行了研究。结果表明, 当旋转速度为400 r/min, 焊接速度为60-100 mm/min时, 接头抗拉强度σ b、屈服强度σ0.2和延伸率δ随焊速的升高而降低。焊缝分层切片的σ b, σ 0.2和δ上部最高, 分别达到了186.7 MPa, 100.3 MPa和14.1%;下部最低, 分别为157.5 MPa, 80.2 MPa和10.1%。微观断口中存在大量的网状韧窝, 切片上部韧窝最深, 焊缝根部可见沿晶界的二次裂纹和浅韧窝。显微硬度分布为焊缝上部高于下部, 沿焊缝中心呈不对称分布. 焊核区上部等轴再结晶晶粒尺寸大于焊缝下部. 焊核区上部的第二相粒子相对下部更均匀和细小, 强化作用增强.
关键词:
搅拌摩擦焊接
,
thick aluminum plate
,
microstructure
,
mechanical properties
王世清
,
刘金合
,
温国栋
,
姜玉恒
,
马正斌
稀有金属材料与工程
利用真空电子束焊机对TC11钛合金进行试验研究.采用光学显微镜及扫描电镜观察并分析接头不同区域的组织特征,并对焊接接头进行了显微硬度和力学性能测试,同时采用盲孔法对试样的残余应力进行测试.结果表明:TC11钛合金电子束焊接头焊缝区的组织特征为典型的柱状晶,晶粒内为交错排列细密的α’相,而热影响区组织为均匀的α'相和原始α+β转相的混合物.显微硬度与组织呈现较好的对应关系,即焊缝及热影响区的显微硬度高于母材.接头的冲击韧性比母材提高了20％,而抗拉强度为母材的98％左右.残余应力为以纵向应力为主的单向拉伸应力状态,横向残余应力数值则较小.
关键词:
电子束焊接
,
TC11钛合金
,
组织特征
,
力学性能
,
残余应力
胡美娟
,
刘金合
稀有金属材料与工程
采用小孔法测定了14.5mm厚TC4钛合金平板电子束焊接,研究了电子束焊接和局部热处理集成加工工艺下残余应力的分布,分析了局部热处理对焊接接头残余应力分布特征的影响.结果表明,在实验条件下电子束局部热处理后纵向残余拉应力的分布区间由焊接状态下焊缝中心线两侧距焊缝中心线5mm的区域减小到2mm的区域,纵向残余拉应力峰值同焊接状态相比降低了76%,横向残余压应力峰值降低了65%.电子束局部热处理未扫描的母材区域,残余应力数值同焊接状态相比几乎没有变化.
关键词:
电子束焊接
,
局部热处理
,
残余应力
,
小孔法
徐韦锋
,
刘金合
,
栾国红
,
董春林
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.11.022
对14 mm厚板铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头焊核区微观组织,整体和分层切片力学性能进行了研究.结果表明,当旋转速度为400 r/min,焊接速度为60-100 mm/min时,接头抗拉强度σb、屈服强度σ0.2和延伸率δ随焊速的升高而降低.焊缝分层切片的σb,σ0.2和δ上部最高,分别达到了186.7 MPa,100.3 MPa和14.1%;下部最低,分别为157.5 MPa,80.2 MPa和10.1%.微观断口中存在大量的网状韧窝,切片上部韧窝最深,焊缝根部可见沿晶界的二次裂纹和浅韧窝.显微硬度分布为焊缝上部高于下部,沿焊缝中心呈不对称分布.焊核区上部等轴再结晶晶粒尺寸大于焊缝下部.焊核区上部的第二相粒子相对下部更均匀和细小,强化作用增强.
关键词:
搅拌摩擦焊接
,
厚板铝合金
,
微观组织
,
力学性能
徐韦锋
,
刘金合
,
栾国红
,
董春林
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.04.019
对14 mm厚2219～O铝合金板进行了搅拌摩擦焊接,研究了无缺陷、有缺陷和经焊后热处理的接头分层切片的微观组织、力学性能和断裂方式.结果表明:无缺陷接头的抗拉强度σb和屈服强度σMM0.2分别从上部的160.8和96.8 MPa下降至底部的146和86 MPa;有缺陷接头的σb和σ0.2分别从上部的132.9和94 MPa下降至底部的126和78.8 MPa;经焊后热处理的试样中部的σb最高,达到243.8 MPa,而上部的σ0.2最高,为123.3 MPa;延伸率δ则依次升高,无缺陷,有缺陷和热处理后接头的δ分别由上部的6.7%,4.8%和7.5%升高至底部的10.1%,8.5%和14%.经焊后热处理的接头焊核区晶粒沿厚度方向更均匀和细小,力学性能明显提高,并以韧性断裂为主,显微硬度波动很小.对于有缺陷接头,焊接缺陷严重降低了接头的力学性能,主要以韧-脆混合方式断裂,各分层的显微硬度均低于无缺陷接头.
关键词:
搅拌摩擦焊接
,
厚板铝合金
,
接头
,
微观组织
,
力学性能
陈东高
,
刘金合
,
陈东亮
,
陶明杰
,
冯胜强
,
杨武林
兵器材料科学与工程
采用搅拌摩擦焊制备30 mm厚7A52铝合金对接接头,通过X射线探伤、焊缝组织与硬度分析和力学性能测试,研究焊缝疏松缺陷的存在形式、产生机理和对力学性能的影响.结果表明,疏松缺陷产生于焊缝前进侧焊核区与热机影响区交界处,主要由焊接工艺不当引起.疏松为有一定方向性的和较明显界面的、间隙的团条状组织,而且产生疏松的焊缝显微硬度和接头力学性能明显降低.带有疏松缺陷的拉伸断口没有撕裂痕迹,属于脆性断裂.
关键词:
搅拌摩擦焊
,
7A52铝合金
,
疏松缺陷
,
力学性能
,
显微硬度
