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根據(jù)疫勞S-N曲線試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)5A06 鋁合金攪拌摩擦焊(FSW)和MIG焊接接頭的疲勞性能進(jìn)行了初步比較,分析討論了攪拌摩擦焊過(guò)程中所產(chǎn)生的焊接缺陷對(duì)其疲勞性能的影響。 結(jié)果表明,在焊態(tài)下由于焊接接頭幾何形狀等的影響,F(xiàn)SW的疲勞強(qiáng)度明顯高于MIG焊接接頭對(duì)FSW焊縫根部的“吻接”缺陷(kissing-bonds)是降低FSW焊接接頭疲勞壽命的主要因素,旋轉(zhuǎn)攪拌工具在焊縫表面形成的多余飛邊將對(duì)疲勞行為產(chǎn)生明顯影響。 攪拌摩擦焊(friction stir welding-FSW)接頭的抗疲勞斷裂特性是評(píng)定其構(gòu)件使用性能的重要指標(biāo)之一,近年來(lái)在國(guó)外有關(guān)FSW疲勞行為的研究已有報(bào)道,如FSW工藝參數(shù)如攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度、移動(dòng)速度對(duì)接頭疲勞S-N曲線的影響;FSW接頭中可能出現(xiàn)的缺陷類型及形式如未焊透、根部“吻接”缺陷(kissing-bonds)、焊縫熔核中“洋蔥皮”鍛造類(onion-skin forging ype)缺陷等對(duì)接頭疲勞裂紋啟始?jí)勖挠绊懸约皻堄鄳?yīng)力對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展行為及門檻值的影響等。為攪拌鑫擦焊技術(shù)在中國(guó)市場(chǎng)的開發(fā)、推廣和工業(yè)化應(yīng)用開啟了大門。江門結(jié)晶器 攪拌摩擦焊
力學(xué)性能分析:每道焊縫分別在起始位置、中間位置以及終止位置(不包括焊縫末端的匙孔》取一個(gè)試樣;力學(xué)修試驗(yàn)在ZD10/90電子拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。根據(jù)每道焊縫中3個(gè)試樣的拉伸試驗(yàn)值求平均值,分析旋轉(zhuǎn)逸對(duì)6063鋁合金攪拌摩擦焊接頭力學(xué)性能的影響。旋轉(zhuǎn)速度對(duì)6063鋁合金攪拌摩擦焊接頭抗拉強(qiáng)度的影響。隨著旋轉(zhuǎn)速度的提高,接頭強(qiáng)度色加。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度為950r/min時(shí),接頭強(qiáng)度約為105MPa;當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度為1500r/min 時(shí),接頭強(qiáng)度在140%以上。旋轉(zhuǎn)速度對(duì)6063鋁合金攪拌摩擦焊接頭延伸率的影響。接頭延伸率與接頭強(qiáng)度有相同的趨旋轉(zhuǎn)速度以及焊接速度對(duì)接頭延仲率有著類似的影響。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度為950r/min 時(shí),接頭延伸率為2.0;當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度為1500/min,采用低焊接速度匹配時(shí),接頭延伸率達(dá)到4.0;而當(dāng)采用高焊接速度匹配時(shí),頭延伸率可以達(dá)到6.0以上。 由試驗(yàn)一的結(jié)果可以看出,高旋轉(zhuǎn)速度、高焊接速度匹配條件下的接頭強(qiáng)度、延伸率均比較高。秘這一結(jié)果,設(shè)計(jì)了第二次試驗(yàn),試驗(yàn)材料改為T5狀態(tài)6063鋁合金。珠海廠家攪拌摩擦焊產(chǎn)品介紹在船舶制造領(lǐng)域,攪拌摩擦焊得到了深入細(xì)致的研究和開發(fā),并且得到了成功的應(yīng)用。
通過(guò)對(duì)6063鋁合金攪拌摩擦焊接頭的沖擊斷裂行為進(jìn)行研究,并結(jié)合微觀組織等進(jìn)行對(duì)比分析,經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn): (1)攪拌摩擦焊接頭貝有與母材相近的沖擊斷裂性能,并旦可以通過(guò)改善熱影響區(qū)的沖擊斷裂性能進(jìn)一步提高接頭整體性能。 (2)6063 -T651鋁合金攪拌摩擦焊接頭的沖擊斷口中有剪切唇和纖維區(qū),而沒有放射區(qū),因此6063 -T651鋁合金攪拌摩擦焊接頭的沖擊斷裂性能比較好。 (3)攪拌摩擦焊接有助于接頭金屬的晶粒細(xì)化以及強(qiáng)化相的彌散分布,因此改善了接頭的塑性變形能力并提高了接頭的沖擊斷裂性能。
近些年來(lái),高速鐵路在我國(guó)發(fā)展速度較快,高速列車的制造技術(shù)也得到了大力發(fā)展,列車車體的制造材料實(shí)現(xiàn)了從碳鋼到不銹鋼、鋁合金的轉(zhuǎn)變。 6000系鋁合金具有中等強(qiáng)度、優(yōu)異的成形性和耐蝕性,是目前鋁合金車體應(yīng)用量ZUI大的鋁合金,然而, 使用熔化焊方法焊接鋁合金,易出現(xiàn)氣孔、焊接熱 裂紋及軟化等焊接缺陷;攪拌摩擦焊與傳統(tǒng)熔焊法相比,具有焊接接頭外觀平整、性能優(yōu)良、焊后殘余應(yīng)力和變形小,無(wú)煙塵、無(wú)輻射,不需焊絲、 不需氣體保護(hù)、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)申,人們?cè)贔SW研究和實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)發(fā)現(xiàn),盡管這種方法本身可以獲得高質(zhì)量的接頭,但是焊接工藝參數(shù)選取不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷,使接頭質(zhì)量的下降,在這種情況下,實(shí)現(xiàn)接頭質(zhì)量的控制和預(yù)測(cè)是FSW的工業(yè)化應(yīng)用亟待解決的問題。公司率先開發(fā)了攪拌摩擦焊接裝備及焊接工藝。
波音公司對(duì)多種攪拌摩擦焊接頭進(jìn)行了研究。薄板對(duì)接接頭是航空領(lǐng)域使用Z普遍的一種連接方式. 這種攪拌摩擦焊接頭容易制造,其實(shí)用性已經(jīng)被證明。但是搭接接頭的攪拌摩擦焊由于中間橫向界面的存在,相對(duì)比較困難,材料的清洗,接頭的外形以及上層零件的厚度減少等都需要研究。由于攪拌頭肩臺(tái)的存在,飛機(jī)肋條需要變?yōu)門形以承受焊接壓力,焊后由于T形接頭焊核兩邊存在缺口,由此引起的應(yīng)力集中會(huì)減少接頭的壽命。 T形接頭的兩側(cè)存在缺口(圖4°)的原因是T形搭接無(wú)法實(shí)現(xiàn)攪拌頭和底部支撐材料的等寬度焊接. 底部材料必須作為攪拌塑化材料的容器實(shí)現(xiàn)焊接。缺口的存在通常會(huì)引起嚴(yán)重應(yīng)力集中,從而減少結(jié)構(gòu)件的疲勞壽命;但對(duì)T形接頭以及擴(kuò)展蒙皮的“蝴蝶”高周試驗(yàn)卻很有趣,通過(guò)試驗(yàn)觀察,疲勞失效很少發(fā)生在缺口的尾段,相反卻多發(fā)生在懸臂筋條末端的未焊接蒙皮上。波音公司目前致力于攪拌摩擦焊研究和應(yīng)用,其中主要研究薄板對(duì)接接頭、厚板對(duì)接接頭、薄板T形接頭在航宇工業(yè)中的應(yīng)用。攪拌摩擦焊為現(xiàn)代船舶制造提供了新的連接方法。惠州廠家攪拌摩擦焊產(chǎn)品介紹
鋁合金攪拌摩擦焊接頭的沖擊韌度比較好,包括沖擊力、沖擊載荷以及沖擊條件下的接頭變形。江門結(jié)晶器 攪拌摩擦焊
試驗(yàn)采用Al-Mg系列5A06鋁合金制備對(duì)接接頭試樣,該鋁合金具有較高的強(qiáng)度和較好的焊接性。 對(duì)MIG焊和FSW試樣,首先用兩塊大平板對(duì)接施焊,然后用線切割將對(duì)接板件切割為具體試樣。 試驗(yàn)表明,MIG焊試樣我勞斷裂發(fā)生在焊縫中心的試樣,其疲勞裂紋萌生在氣孔缺陷部位。其它試樣盡管存在一定氣孔缺陷,但由于其應(yīng)力集中相對(duì)較低,對(duì)疲勞行為影響不明顯,而焊趾部位和在此處的微缺陷是導(dǎo)致疲勞斷裂的主要因素。 另外,雖然采用局部點(diǎn)固和雙面對(duì)稱焊接措施控制焊接變形,但所有試樣均出現(xiàn)了3.1°~4.8°的角變形。在疲勞拉伸載荷作用下,焊接角變形將產(chǎn)生附加的彎矩作用,并增加焊趾局部的應(yīng)力集中,從而進(jìn)一步降低MIG焊接接頭疲勞強(qiáng)度。 對(duì)焊態(tài)FSW對(duì)接接頭,在攪拌摩擦焊接過(guò)程中,攪拌工具肩部要與被焊試板緊密壓在一起,工具肩部的攪拌頭插入板件對(duì)接線處,為保證工具肩部與工件的緊密結(jié)合,攪拌頭的長(zhǎng)度應(yīng)稍小于焊接板的厚度。 攪拌摩擦焊試樣的疲勞強(qiáng)度明顯高于MIG焊試樣的疲勞強(qiáng)度,F(xiàn)SW的S-N曲線比MIG焊的變化更為平緩。江門結(jié)晶器 攪拌摩擦焊
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