摘要：7N01铝合金由于具有强度高、焊接性好等优点而成为满足轻量化要求的结构材料。搅拌摩擦焊接是7N01铝合金常用的绿色高效焊接技术,但是7N01铝合金具有一定的应力腐蚀敏感性,且焊后接头力学性能有较大的下降。适当的焊后热处理工艺可提升7N01铝合金搅拌摩擦焊接接头力学性能和耐蚀性,因此研究7N01-T4铝合金焊后热处理工艺的优化具有重要的理论意义和工程应用价值。本文对15mm厚7N01-T4铝合金进行了搅拌摩擦焊接,并对焊接接头进行了热处理,首先通过比较不同焊后热处理工艺参数下接头的金相组织、显微硬度、电化学性能,获取了合适的固溶工艺和时效工艺。其次,研究了焊后热处理工艺对接头组织和力学性能的影响。电子背散射衍射分析(EBSD)测试的结果表明,适当的焊后热处理工艺可以改变焊接接头晶粒取向,使得接头内部织构取向和织构体积占比发生改变。对于焊核区,热处理后的晶粒变大,由于热处理过程中接头受热位错能量释放,位错密度降低,等轴晶粒发生进一步长大。回归时效焊核区的晶粒度>双级时效>单级时效,回归时效的位错密度<双级时效<单级时效,造成此现象的原因与热处理工艺有关,热处理温度越高、保温时间越长,位错密度越低,晶粒尺寸越大。通过分析不同焊后热处理工艺接头不同微区的显微硬度,发现不同焊后热处理工艺的焊接接头沿板厚方向中部都有硬度较低的现象。单级时效的抗拉强度达到312mpa,延伸率从15%降到10.6%。双级时效接头由于η’相的析出导致抗拉强度的提高,达到332mpa,相对于未处理试样提升4.7%。回归再时效接头同样由于η’相和η相的大量析出导致抗拉强度提高,达到341mpa,相对于未处理试样提升7.6%。自然时效接头的抗拉强度为363mpa,相对于焊后未处理试样提升14.5%,自然时效过程抗拉强度的提升主要是由于gp区的大量析出造成的。最后对比了不同焊后热处理工艺对焊接接头的各种耐蚀性影响的差异。化学浸泡试验的结果表明接头耐点蚀性能的优劣排序为:回归时效>双级时效>单级时效>未处理。电化学试验的结果表明接头耐蚀性优劣排序为:回归时效>双级时效>单级时效>未处理,各种工艺耐蚀性的差异主要是由于析出相的大小、分布和形貌导致的。同时可以看出所有工艺都是接头热影响区耐蚀性比焊核区差。对未处理、双级时效、回归时效接头进行晶间腐蚀试验,试验结果表明接头存在并不显著的晶界腐蚀现象。接头的抗应力腐蚀性能排序为:回归时效>双级时效>单级时效>未处理。对于双级时效、单级时效、未处理接头在盐水中慢拉伸断口都有明显的沿晶断裂现象,其应力腐蚀开裂机理符合阳极溶解理论;而回归再时效接头断口不存在沿晶断裂现象,为准解理断裂。

搅拌摩擦焊网-搅拌摩擦焊技术(网络文摘).pdf

本文基于计算流体力学理论，建立搅拌摩擦焊过程有限元模型，模拟得到了焊接过程中不同工艺参数下的速度矢量图和材料流线分布图，结果表明，当搅拌头的旋转速度增加时，搅拌头附近区域材料流动更加剧烈，焊接速度的提高对搅拌头及其附近区域材料的流动影响不大。在焊接过程中，增加焊接速度可以增强焊件底部的流动性，但是不能提高焊件表面的流动性。增加搅拌头转速可以明显提高焊件表面的流动性，但是对焊件底部的流动性没有影响。

计算流体力学在搅拌摩擦焊的应用研究 Application of Computational Fluid Dynamics in Friction Stir Welding

摘要： 采用应力分区映射法对大型薄壁铝合金结构搅拌摩擦焊接工艺进行了仿真计算,并通过实验验证了该方法的计算精度,从机理上分析了搅拌摩擦焊接的变形行为,在此基础上研究了不同夹具拘束对不同尺寸的大型薄壁结构焊接变形的影响规律.结果表明,夹具释放前,焊接件存在的沿厚度方向的应力梯度是导致搅拌摩擦焊接薄板纵向翘曲变形的根本原因;对于一般的焊接件,拘束距离较小的约束方式可以有效地抑制焊接变形;随着焊接件长度的增大,其焊接变形明显增大,装夹位置对焊接变形的影响效果更加明显.

夹具拘束下大型薄壁铝合金结构搅拌摩擦焊接变形特性

摘要： 对6005A-T6铝合金进行双轴肩搅拌摩擦焊以及常规搅拌摩擦焊,选择各焊接方法的最优工艺参数下的接头进行力学性能及组织对比.采用最佳工艺参数焊接,双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头平均抗拉强度为224.3 MPa,接头系数为72.4％;常规搅拌摩擦焊接接头的抗拉强度为229.2 Mpa,接头系数73.9％;MIG焊焊接接头的抗拉强度为217.6 MPa,接头系数为70.1％.

铝合金搅拌摩擦焊与双轴肩搅拌摩擦焊接接头疲劳性能对比试验

Comparison Test of Joints Fatigue Properties of Aluminium Alloy Friction Stir Welding and Biaxial Shoulder Friction Stir Welding

 一种能有效降低/消除搅拌摩擦焊接板材残余应力的方法和装置 审中-实审
申请号：201711403599.3 申请日：2017-12-22
摘要：一种能有效降低/消除搅拌摩擦焊接板材残余应力的方法和装置，其特征是在搅拌摩擦焊接用垫板上与焊缝相对位置处与两侧设置若干热源点，形成阵列式排布，各热源点利用高频感应线圈加热产生热量，使热源点产生的热源与搅拌摩擦焊接过程产生的热量相匹配，其阵列式点状热源可针对异种板材因温度传导率不同而产生不同的残余应力进而进行温度控制。在焊接过程中，通过控制阵列式排布的点状热源模拟FSW过程搅拌头在焊接过程中产生的温度分布，使焊接板材温度分布均匀，降低了焊接板材内的温度梯度，减少因为热梯度产生的残余应力。在焊接完成后，控制点热源的产热量，使焊接板材保持温度，消除接头内的机械残余应力。 
其他信息主权项
 1.一种能有效降低/消除搅拌摩擦焊接板材残余应力的方法，其特征是在搅拌摩擦焊接用垫板上与焊缝相对位置处与两侧设置若干热源点，并按阵列式排布，形成阵列式点状热源，各热源点利用高频感应线圈加热产生热量，使热源点产生的热源与搅拌摩擦焊接过程产生的热量相匹配，其阵列式点状热源针对异种板材因材料属性不同而产生不同的残余应力的特点进行温度控制；在焊接过程中，通过控制阵列式点状热源模拟FSW过程搅拌头在焊接过程中产生的温度分布，使焊接板材温度分布均匀，降低了焊接板材内的温度梯度，减少因为热梯度产生的残余应力；在焊接完成后，控制热源点的产热量，使焊接板材保持设定的温度，消除接头内的机械残余应力。    

摘要：本发明属于搅拌摩擦焊接缺陷控制领域，具体公开了一种搅拌摩擦焊孔洞测量方法及设备，测量设备包括相互连接的检测模块与计算模块；通过检测模块获得实际焊缝的图像与温度，并通过有限元计算奇异点的温度数据，通过比较二者的结果确定孔洞是否存在；本发明可以实现焊缝孔洞的在线检测，确定孔洞所在的位置，以便修改焊接方案，对焊缝孔洞予以控制。

 申请人： 南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司 地址： 210031 江苏省南京市高新技********(隐藏) 

发明(设计)人： 付宁宁 薛海峰 戴忠晨 隋显庭 云中煌 王红波 郭丹 齐作香