镁锂合金搅拌摩擦焊接工艺特性分析镁锂合金搅拌摩擦焊接工艺特性分析张婧,封小松,张成聪,黄珲(上海航天装备制造总厂,上海200245)摘要:针对退火态的MBLS10-200镁锂合金,分析了搅拌工具、焊接工艺参数对焊缝成形、接头组织特征及力学性能的影响,并对接头的塑性损失机理及提升技术进行分析.结果表明,在焊缝成形良好的工艺参数范围内(转速800~1600r/min、焊接速度200~500mm/min),接头大多断在母材,强度与母材相当,而断后伸长率则有***的降低,*为母材的8%~57%.焊核及热力影响区与母材性能的差异使接头在受拉时产生各区域变形不协调是导致断后伸长率下降的根本原因.采用退火处理可以在接头强度不下降的同时,有效提升接头断后伸长率,可达到母材的96%.关键词:镁锂合金;搅拌摩擦焊接;工艺特性;力学性能0序言镁锂合金材料是目前世界上**轻的合金材料[1],具有很高的比强度、比刚度和优良的抗震性能及抗高能粒子穿透能力,是航天、航空、兵器工业、核工业、汽车、3C产业、医疗器械等领域**理想并有着巨大发展潜力的结构材料之一[2,3].然而,镁锂合金的焊接性较差。比传统点焊来得简单粗暴浅谈摩擦搅拌焊。常州专业厂商搅拌摩擦焊哪家好
定义要求的开始点是确定要实施的焊接的类型:固定针、可调整针、自回抽针。如图,对于固定针焊接,FSW搅拌针是一件,由轴肩和针构成。固定针是**为传统的FSW形式,并且从机器设计和控制角度看是**为容易控制的。焊接头主轴的任何运动都会转化为在位置上的变化,轴肩与搅拌针上载荷的变化。对于可调整针的焊接,如图,FSW搅拌针由两件组成:一个针和一个轴肩,它们能够**移动。这种焊接方法允许在工件焊接上更大的弹性。比如锥形工件(或者说厚度变化的工件)可以焊接,当轴肩压在工件表面时,针头梢带(针头末端距离焊缝背面的距离)可以保持。另外,可调整针能够用于闭合***,而在固定针焊接中则存在***,见图。从机器设计的角度,可调整真需要更复杂的机器设计和控制线路。机器要有能力分别移动针头和轴肩的能力,包括在不同的转动方向或者不同的速度之时。这可以通过焊接头内两个轴的独自执行机构实施,或者通过焊接头内控制搅拌针,而工具Z轴的控制轴肩。对于自收缩焊接,如图,FSW搅拌针由三件构成,上轴肩、针和下轴肩。从机器设计与控制角度,*有两件需要控制,因为针和下轴肩是彼此依附的。当搅拌针沿着材料整个横截面移动时,上下轴肩保持在工件上下表面。扬州厂家搅拌摩擦焊市场报价搅拌摩擦焊接在铝合金材料焊接上有自己独特的优势。
7075铝合金搅拌摩擦焊接头断裂机理赵熠朋1,2,朱浩1,2,姜月1,2,刘家伦1,2,王军3(1.河北省交通工程材料重点实验室,石家庄050043;2.石家庄铁道大学材料科学与工程学院,石家庄050043;3.河北科技大学材料科学与工程学院,石家庄050018)摘要:使用MTS拉伸试验机和扫描电镜加载台分别对7075铝合金FSW接头进行拉伸卸载和原位拉伸试验,并借助Olympus金相显微镜对卸载后接头损伤行为进行观察,使用有限元软件ABAQUS对接头在拉伸过程中的应力状态进行分析.结果表明,7075铝合金FSW接头在拉伸过程中微裂纹分别在前进侧热影响区(HAZ)与热力影响区(TMAZ)交界处和焊核区(WNZ)底部形核,**终前进侧HAZ与TMAZ交界处裂纹发展成主裂纹,主裂纹沿HAZ与TMAZ交界扩展导致接头断裂.原位拉伸试验接头同样在该区域发生断裂.该处由于三向应力度较高、显微硬度较低、过渡组织不连续以及沉淀相MgZn2取向分布而成为整个7075铝合金FSW接头的**薄弱环节.关键词:7075铝合金;搅拌摩擦焊;断裂机理;有限元分析;沉淀相0序言Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝合金7075具有良好的塑性、较高的比强度、比刚度,被广泛应用于航空航天以及载运工具制造等领域.进行熔化焊接时易产生气孔、热裂纹及HAZ软化等问题[1].搅拌摩擦焊。
典型实例包括搅拌摩擦焊制造的东风系列导弹、航天运载火箭及铝合金高速船舶等已成功发射或试航,北京赛福斯特技术有限公司等单位已经采用搅拌摩擦焊技术批量生产电子行业的散热器、船用大型铝合金带筋壁板、铝合金云爆弹等。当前,针对大型飞机、新型***飞机、大型运载火箭及高速列车的搅拌摩擦焊技术研究和应用也在进行之中。搅拌摩擦焊技术原理搅拌摩擦焊的原理如图1所示,搅拌摩擦焊接过程中,一个圆柱形带特殊轴肩和搅拌针的搅拌头旋转着缓慢插入被焊接工件的待焊接处,需保证被焊接工件上表面压紧、侧向顶紧、背部刚性支撑,以防止焊接过程中因搅拌头力的作用而使工件分离。搅拌头和被焊接材料之间的摩擦剪切阻力产生摩擦热,摩擦热使搅拌头邻近区域的材料受热变软从而得到了热塑化,当搅拌头受到驱动沿着待焊界面向前移动时,热塑化的材料由搅拌头前部向后部转移,并且在搅拌头轴肩的锻造作用下,实现工件之间的固相联接。搅拌头旋转线速度方向与焊接方向一致的焊缝一侧为前进侧,搅拌头旋转线速度方向与焊接方向相反的焊缝一侧为后退侧。搅拌摩擦焊接是铝合金焊接的有效手段。
所以搅拌头的材料应具备以下基本特征:热硬性、耐磨性、抗蠕变性、耐冲击性、易加工性、材料惰性、优良的摩擦效果等。目前常用的搅拌头材料主要有三种:高温合金、热作模具钢及硬质合金。高温合金(以GH4169为例)虽然能在700摄氏度下保持较好的性能,但在400摄氏度以上的焊接工作温度下损耗严重;热作模具钢(以H13为例)工作温度一般在540摄氏度左右,在其工作范围内显然不适合进高熔点的金属及其合金的焊接;对于硬质合金,碳化钨(WC)占据着非常重要的位置,WC-Co系硬质合金在WC基硬质合金中又具有的抗弯强度、抗压强度、冲击韧性及弹性模量,在焊接低熔点材料时,WC-Co硬质合金搅拌头可以焊接很大长度的焊缝而几乎没有损耗,焊接高熔点材料时,其优良的耐磨性及高温性能又可以保证焊缝质量的稳定[2]。除了以上三种常用材料之外,国内外用于搅拌头制作的材料还有聚晶立方氮化硼等,搅拌摩擦焊-搅拌摩擦焊应用-理想动力(质量商家)由天津理想动力科技有限公司提供。天津理想动力科技有限公司()为客户提供“工业机器人,工业自动化”等业务,公司拥有“ABB,KUKA,发那科,安川,川崎,现代,OTC”等品牌。专注于工业制品等行业,在天津天津市有较高**度。欢迎来电垂询。搅拌摩擦焊的主要作用是什么?南京铝型材搅拌摩擦焊联系人
搅拌摩擦焊主要参数:拌针的尺寸(包括轴肩长度,针的长度和半径与板材的匹配性),焊速,转速倾角。常州专业厂商搅拌摩擦焊哪家好
轴肩直径为15mm.利用MTS810-23型液压伺服试验机和KYKY2800B型扫描电子显微镜自带加载台分别进行拉伸卸载试验和原位拉伸试验.截取卸载后的试样制作金相试样.原位拉伸试样损伤行为研究采用加载同时用扫描电镜进行观测,原位拉伸试样尺寸如图1所示.拉伸卸载及原位拉伸试样用4mLHF+6mLHCl+10mLHNO3+190mLH2O进行腐蚀,时间为30s.利用GX51型Olympus显微镜和Stemi2000-C型体式显微镜对FSW接头的损伤行为进行观察.表17075铝合金化学成分(质量分数,%)Table1Chemicalcompositionof7075aluminumalloyZnMgCuFeMnCrAl5.1~6.12.1~2.91.2~2.00.50.30.18~0.28余量图1原位拉伸试样尺寸(mm)Sizeofinsitutensiletestsample2接头损伤观察结果与分析拉伸卸载试验拉伸卸载后FSW接头在厚度方向上的微观形貌如图2所示,箭头所指示的方向为拉伸方向.由图2可以看出,裂纹主要在形核的两个区域:WNZ底部以及前进侧HAZ与TMAZ交界处.图2拉伸过后接头微观形貌Micro-structureofjointsaftertensileWNZ底部裂纹即为图2中的裂纹1.裂纹1在拉伸过程中首先形核,这是由于搅拌针长度不够使FSW焊缝产生的弱连接造成[7].随着外加载荷的增大,沿着与加载成45°方向裂纹1发生扩展。常州专业厂商搅拌摩擦焊哪家好
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