国家自然科学基金(50775159)
- 作品数：10 被引量：87H指数：7
- 相关作者：杨新岐崔雷徐效东周光秦红珊更多>>
- 相关机构：天津大学中国搅拌摩擦焊中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术航空宇航科学技术更多>>
- 铝合金2024-T4搅拌摩擦焊搭接接头组织与性能分析被引量：11
- 2012年
- 研究了铝合金2024-T4搅拌摩擦焊(FSW)搭接接头的微观组织特征和疲劳性能。结果表明,搭接接头后退侧热力影响区晶粒变形程度较前进侧严重。疲劳试样断裂位置均位于弱连接缺陷向上"拉起"较严重的焊核区后退侧。当应力比为0.1时,铝合金搅拌摩擦焊搭接接头对应于95%存活率的疲劳强度特征值Δσk为18.25MPa,与铝合金熔焊搭接接头的Δσk为13.92MPa相比,增加了31.11%。与此同时,FSW搭接接头疲劳S-N曲线斜率m为5.39,大于熔焊接头所对应的S-N曲线斜率范围3.0～3.5,可见在长寿命区搭接接头的疲劳性能优于熔焊接头。搭接接头的裂纹源位于搭接接头上板底部位置的表面缺陷或者强化相颗粒处,对应于弱连接缺陷处。
- 徐效东杨新岐周光佟健华
- 关键词：铝合金搅拌摩擦焊搭接接头
- 铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳性能被引量：4
- 2011年
- 通过疲劳试验对LY12CZ（2A12-T4）、LD10CS（2A14-T6）、5A06-H112、7075-T6和LC4CS搅拌摩擦焊接头的疲劳性能进行了研究,采用光学显微镜和扫描电镜观察焊缝根部组织和疲劳断口形貌,讨论了根部焊接缺陷对疲劳性能的影响。结果表明：5A06-H112搅拌摩擦焊接头疲劳强度（50%存活率）是MIG焊接接头的1.64倍、LY12CZ、7075-T6及LC4CS搅拌摩擦焊接头疲劳强度（50%存活率）与母材比较分别为75%、89.5%和95%。当焊缝根部存在约为0.31~0.46 mm的＂弱连接＂缺陷时,对搅拌摩擦焊接头疲劳性能产生明显影响。搅拌摩擦焊接过程中搅拌工具的搅拌头顶端与支撑底板间隙控制不合适是产生＂弱连接＂缺陷的关键因素。
- 杨新岐秦红珊
- 关键词：搅拌摩擦焊铝合金接头力学性能显微组织
- 6061-T4铝合金搅拌摩擦焊T型接头缺陷及性能被引量：3
- 2012年
- 对板厚3mm的6061-T4铝合金T型接头进行搅拌摩擦焊接研究并具体讨论了旋转速率(ω)及焊接速率(v)对焊接缺陷及力学性能的影响。结果表明:对给定的夹具形式和搅拌工具,当v不变时焊缝前进侧筋板圆角过渡处容易产生随ω/v增大而减小的隧道缺陷,后退侧圆角区易出现清晰的"Z"连接线;壁板出现两个随ω增大而扩大的软化区域,而壁板焊缝中心的硬度随ω增大而升高;T型接头筋板焊缝热力影响区同样被软化,其硬度较母材降低17.0%;局部组织软件是造成所有接头沿壁板方向加载抗拉强度下降的重要原因,其最高抗拉强度只达到母材的73.8%,隧道缺陷是引起ω=1008r/min筋板方向强度降低的主要原因,而ω=1541r/min和ω=2256r/min筋板方向强度降低主要归结于T型接头中热力影响区组织的软化,其中当ω/v=1541/218 r/mm时,沿T接筋板方向抗拉强度最高可达到母材的83.5%。
- 周光杨新岐徐效东张照华
- 关键词：搅拌摩擦焊T型接头力学性能
- 异种高强铝合金搅拌摩擦焊搭接接头的缺陷和拉伸性能被引量：21
- 2014年
- 采用搅拌摩擦焊对5 mm厚2024/7075异种高强铝合金进行上下板交换位置的搭接焊试验,分析接头的缺陷特征和拉伸性能。结果表明:材料位置和焊接速度对缺陷和拉伸性能有较大影响。当2024铝合金为上板时,接头中存在大面积孔洞缺陷,焊缝表面粗糙,尤其在300 mm/min焊速下存在较严重的起皮缺陷;钩状缺陷为搭接接头的典型缺陷,低焊速(50和150 mm/min)下钩状缺陷向上扩展距离较大,7075铝合金为上板时高焊速(225和300 mm/min)下后退侧钩状缺陷水平向焊核区扩展距离较大;在低焊速下,7075铝合金为上板的接头强度较高;在高焊速下,2024铝合金为上板的接头强度较高;钩状缺陷严重减小接头的有效板厚和有效搭接宽度,是接头强度降低的主要因素,优化搅拌摩擦焊搭接工艺必须同时增大有效板厚和有效搭接宽度。
- 宋友宝杨新岐崔雷中志康侯晓鹏
- 关键词：7075铝合金搅拌摩擦焊搭接接头
- 铝合金搅拌摩擦焊缝和母材疲劳裂纹扩展行为被引量：6
- 2017年
- 对7075-T6和LC4CS两种铝合金搅拌摩擦焊缝的疲劳裂纹扩展(da/d N)行为进行实验研究,并与7075-T6母材疲劳性能进行对比分析。结果表明:沿焊缝中心、前进和后退边方向,7075-T6搅拌摩擦焊疲劳裂纹扩展速率da/d N均低于LC4CS的da/d N;但沿垂直于焊缝方向两者da/d N基本一致;同种材料焊缝中心da/d N为最低,其次是后退边和前进边,而沿垂直焊缝方向da/d N为最高;7075-T6焊缝中心da/d N与其母材比较,低载荷ΔK下焊缝中心的da/d N较低、但高ΔK下母材的da/d N较低;在前进边、后退边和母材区域疲劳裂纹断口形貌明显不同,在母材区域可以观察到典型的疲劳条纹特征;但沿焊缝中心(焊核)的疲劳裂纹断口,没有任何疲劳条纹特征;7075-T6搅拌摩擦焊缝比LC4CS焊缝具有更好的抗疲劳裂纹扩展阻力,在高ΔK载荷下搅拌摩擦焊核区细小等轴晶粒不能提高疲劳裂纹扩展阻力。
- 秦红珊杨新岐
- 关键词：搅拌摩擦焊疲劳裂纹扩展疲劳断口
- 铝合金6061-T6搅拌摩擦焊搭接焊缝缺陷及疲劳性能被引量：7
- 2013年
- 通过单道与双道焊搭接接头试样疲劳试验,对铝合金6061-T6搅拌摩擦焊搭接焊缝缺陷和疲劳性能进行了比较分析。结果表明:搅拌摩擦焊搭接接头连接界面处总存在钩状缺陷,对搭接接头疲劳性能产生严重影响,其疲劳强度不高于母材抗拉强度的5.6%。单道焊试样疲劳性能优于双道焊试样,单道焊和双道焊试样疲劳强度特征值Δσk(应力比R=0.1)分别为17.45MPa和13.91MPa,双道焊工艺不能改善钩状缺陷分布特征。单道焊搭接接头疲劳断口为多重起裂,且裂纹源均位于上板底部钩状缺陷处,疲劳裂纹扩展区表现为穿晶断裂特征,具有典型的疲劳条带且存在二次裂纹;双道焊试样起裂位置和二次裂纹数量均比单道焊多,且起裂位置有沿晶断裂特征,是降低其疲劳性能的主要原因。
- 杨新岐崔雷徐效东周光
- 关键词：铝合金搅拌摩擦焊搭接接头
- 6061-T4铝合金T型接头搅拌摩擦焊工艺被引量：10
- 2013年
- 采用搅拌摩擦焊方法成功获得3种不同组合形式(搭接/对搭接/对接)的6061-T4铝合金T型接头。对接头的焊接缺陷、微观组织、硬度分布及抗拉强度分别进行观察和测试。结果表明:在前进侧圆角过渡区或筋板焊核区,3种接头均容易出现隧道缺陷;弱结合缺陷由于塑性变形偏离原始连接界面而向筋板或者壁板前进侧偏移;与常规搅拌摩擦焊对接搭接接头不同,T型接头沿筋板方向出现热机影响区和两个圆角过渡区;软化区域和弱结合是导致沿壁板拉伸强度降低的主要原因,而弱结合和隧道缺陷是引起这3种T型接头沿筋板方向断裂的重要原因。
- 侯晓鹏杨新岐崔雷周光
- 关键词：6061铝合金搅拌摩擦焊T型接头
- 厚板铝合金FSW和MIG焊接接头疲劳性能被引量：10
- 2012年
- 对厚度10 mm的6082-T6铝合金搅拌摩擦焊(FSW)和MIG焊接接头的疲劳强度进行了试验研究,并与6082-T6母材疲劳性能进行了对比分析.结果表明,6082-T6母材的疲劳S-N曲线最高、MIG焊接接头S-N曲线度最低,而FSW接头的疲劳S-N曲线近似位于两者之间;在高应力区FSW疲劳强度低于MIG焊接接头、而在低应力区高于MIG焊接接头.大部分FSW试样疲劳裂纹启始于焊缝根部的"弱连接"缺陷,采用机械加工去掉1.4 mm厚度焊缝根部材料后,FSW疲劳强度明显提高并接近母材数据.厚板6082-T6铝合金FSW焊缝根部质量控制是影响疲劳性能的关键因素.
- 杨新岐吴铁张家龙秦红珊
- 关键词：搅拌摩擦焊铝合金
- 6061-T4铝合金单双道搅拌摩擦焊T型接头组织及性能被引量：7
- 2015年
- 分别采用搅拌摩擦焊(FSW)单道焊和双道焊工艺方法制备铝合金T型接头,对比分析单道、双道FSW-T型接头的缺陷、显微组织、硬度及拉伸性能。结果表明:相对单道焊接头,双道焊工艺可有效降低FSW-T型接头缺陷尺寸及改善缺陷分布状态,隧道缺陷消失或面积降低,吻接缺陷长度降低;双道焊接头在前进侧和后退侧的组织和性能不均匀性明显降低,软化区范围和差异减小;双道焊接头拉伸性能明显提高,在筋板和壁板方向其拉伸性能普遍为母材的80%以上,明显高于单道焊接头的拉伸性能。
- 谢永辉杨新岐崔雷
- 关键词：搅拌摩擦焊T型接头力学性能
- 铝合金搅拌摩擦焊搭接接头工艺及组织性能研究被引量：20
- 2010年
- 对铝合金3003进行一系列的搅拌摩擦搭接焊试验,并对焊接接头的工艺及组织性能进行了分析。试验结果表明:焊接接头可分为3个区域:焊核区、热机械影响区和热影响区,各区域的组织有明显的特征。当搅拌头的旋转速度为1120 r/min,焊接速度为50mm/min时,焊缝成型良好,当焊接工艺参数选择不恰当时,会产生飞边、沟槽、隧道型缺陷、钩状缺陷及波浪状曲线等缺陷。同时该旋转速度下各焊接速度所对应的抗拉强度普遍较高,基本可以达到母材抗拉强度的75%以上。在搭接焊核区硬度较高,有的甚至超过母材,在上板前进侧的热影响区硬度达到最低值。
- 徐效东杨新岐吴铁张家龙
- 关键词：铝合金搅拌摩擦焊搭接接头工艺参数
