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7005铝合金CMT、TIG和FSW焊接接头组织与性能对比研究

 某新能源汽车电池包外壳体选用7×××系铝合金材料,其焊接的连接处无疑最可能产生应力腐蚀等腐蚀行为。常用的焊接方法有冷金属过渡焊(CMT) 和非熔化极惰性气体钨极保护焊(TIG) 和搅拌摩擦焊(FSW) 。不同焊接方式都会对7×××系铝合金材料的力学性能和腐蚀性能产生影响。选取7×××系铝合金材料的焊接样件作为研究对象,探究其力学性能和腐蚀性能的差异性,为7×××系铝合金材料的工程应用提供参考。分别对2 mm厚的7005铝合金进行冷金属过渡(Cold metal transition welding, CMT)焊、钨极惰性气体保护(Tungsten inert gas, TIG)焊与搅拌摩擦焊接(Friction stir welding, FSW),对比分析了3种焊接工艺下接头的微观组织、力学性能和应力腐蚀性能。

标准解读 || 《汽车用铝及铝合金搅拌摩擦焊技术条件》

标准解读 || 《汽车用铝及铝合金搅拌摩擦焊技术条件》 

    随着社会对汽车节能减排的日益重视,轻量化技术得到了世界各汽车企业的高度关注。《中国制造 2025》中将轻量化作为汽车行业的重点发展方向,并提出要加快促进铝合金、镁合金等轻质材料在汽车上的应用以实现整车减重的目标。除了轻合金的使用外,成形、连接技术等工艺改进也是实现汽车轻量化的重要途径。搅拌摩擦焊技术是一种新型焊接工艺,具有接头性能好、低缺陷、高强度以及环保等特点,可对多种熔焊性能差的金属进行焊接,已广泛应用于航空航天以及船舶制造等领域。

前沿技术|搅拌摩擦沉积金属3D打印技术新突破

导读:传统的金属3D打印技术多是采用高能束将材料熔化后完成冶金结合,由于熔化过程涉及固液相变,导致材料在打印中难免产生缺陷。MELD制造公司推出的搅拌摩擦沉积3D打印技术则另辟蹊径,开发出了一种不使用高能热源,也不需要保护气氛的新型搅拌摩擦沉积增材制造技术,且拥有十倍于粉末床熔融技术的成形速度。

近日, 位于弗吉尼亚州克里斯蒂安斯堡的3D打印技术开发商MELD制造公司已经与弗吉尼亚理工大学开展合作,以寻求进一步推进其增材制造摩擦沉积技术。

一直以来,MELD制造公司都在持续推进金属摩擦沉积工艺的开发和研究,同时制造基于该技术的3D打印机。现在,来自弗吉尼亚理工大学材料科学和工程实验室的Yu研究小组已经开始以学术身份带头研究该技术。

调修次数对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的影响

 调修次数对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的影响

   平头搅拌针调修是指在原有焊缝背面用无搅拌针的搅拌头对焊缝再次进行搅拌摩擦焊,使焊缝温度升高,改善FSW接头性能。对平头搅拌针不同调修次数的高速列车用6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行脉动拉伸疲劳试验,利用扫描电镜观察分析疲劳断口,试验结果表明:铝合金搅拌摩擦焊接头指定寿命为1×10^7次的中值疲劳极限随着搅拌针调修次数的增加而升高。平头搅拌针调修两次时焊接接头的疲劳极限强度较高,焊缝背面边缘是本次试验集中产生裂纹的部位。启裂区和扩展区疲劳纹清晰;终断区为深韧窝状花样的韧性断口。

东北大学:轴向超声振动对搅拌摩擦焊过程中金属流动行为的影响

摘要:以7N01-T4合金作为实验材料,采用标识材料示踪法,进行了搅拌摩擦焊(FSW)和超声辅助搅拌摩擦焊(UAFSW)对比实验,重点研究了轴向超声振动与搅拌针螺纹耦合作用下搅拌区(SZ)金属的流动行为。结果表明,施加轴向超声振动没有改变SZ金属沿焊接方向的宏观流动行为(如弧纹间距保持不变),但加剧了轴针影响区(PDZ)金属沿板厚方向的环形涡流运动,同时超声作用下轴肩与搅拌针端部的高频锻压作用促进了轴肩影响区(SDZ)和涡流区(SWZ)金属的流动。在分析轴向超声振动条件下搅拌针周围金属受力状态基础上,提出了微区“抽吸-挤压”效应模型,解释了轴向超声振动提高SZ金属流动能力的本质。当采用有螺纹的搅拌针焊接时,轴向超声振动与搅拌针螺纹的耦合作用所产生的微区“抽吸-挤压”效应导致SZ金属流动能力显著提高。当采用无螺纹的搅拌针焊接时,施加轴向超声振动显著降低搅拌针对SZ金属的剪切作用,导致SZ的金属流动能力减弱,更容易形成焊接缺陷。

广东省中乌焊接研究所:铝-铜异种金属搅拌摩擦焊接技术获突破

近日,广东省科学院中乌焊接研究所智能化搅拌摩擦焊接与制造团队在铝-铜异种金属搅拌摩擦焊接技术研究方面取得新突破。相关研究相继发表于《材料科学与工程》和《材料加工技术》杂志。

铝-铜复合结构散热器是保障新能源汽车动力电池安全服役并提升其使用寿命的关键部件。但铝、铜由于物理、化学性能差异较大,焊接制造过程中极易产生缺陷,急需突破此技术瓶颈。该团队创新性地采用静轴肩搅拌摩擦焊接(SSFSW)新方法实现了铝-铜异种金属高质量的焊接,接头抗拉强度可达243MPa。研究发现,采用非旋转轴肩可抑制材料混合,避免由于铝、铜物理性能差异导致的裂纹、孔洞等缺陷。同时,该方法可以显著降低焊接温度,有效抑制界面金属间化合物的生成,降低了接头脆性。

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