分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 采用搅拌摩擦焊(FSW)对厚度为2 mm的2099-T83 与2060-T8 Al-Li 合金进行搭接. 利用OM和SEM等分析技术探讨搅拌头转速和搅拌针长度对搭接接头界面结构与力学性能的影响. 结果表明, 2099-T83/2060-T8 搭接接头焊缝区可观察到明显的结合界面, 焊缝区显微硬度低于母材, 且在热机影响区与焊核区的过渡区硬度最低. 当搅拌头转速由600 r/min 增加到800 r/min, 且搅拌针长度由3.0 mm减小至2.5 mm时, 界面形貌由光滑界面转变成“锯齿状”咬合界面, 焊缝区结合界面形貌主要受搅拌针长度影响,“锯齿状”咬合界面搭接接头平均破坏载荷为654 N. 搭接接头均在底部母材2060-T8 侧热机影响区与焊核区的过渡区断裂, 断裂特征为韧-脆混合断裂.“锯齿状”咬合界面搭接接头经150 ℃, 保温20 h 人工时效处理后,焊缝区显微硬度有所提升, 接头承载能力较未经人工时效处理的降低了20%, 断口呈现脆性断裂模式.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 以电子束为热源, 采用不同的束流功率对TC4 钛合金进行刚性拘束热自压连接, 测试分析了连接接头界面焊合质量、组织和力学性能. 同时, 在实验基础上对刚性拘束热自压连接热应力应变过程进行有限元数值分析, 实验研究和数值模拟相结合分析了束流功率对连接接头界面焊合质量以及组织和性能的影响规律. 结果表明, 束流功率增加, 加热温度、高温区停留时间、高温区体积以及界面金属压缩塑性变形随之增加, 促进界面两侧原子扩散, 界面焊合质量提高. 束流功率显著影响连接接头组织, 小束流功率加热时能获得组织均匀的连接接头, 大束流功率加热时, 界面加热区产生针状a 相, 且a/a相界取向差主要位于59.85°附近, 呈现出在同一b 相晶粒内部产生的特点. 连接接头的力学性能受界面焊合率和加热区组织共同影响, 束流较小时, 界面未焊合缺陷多, 结合强度低; 束流较大时, 加热区发生显著组织转变, 晶粒粗大, 接头塑性差.束流功率为330W时, 接头组织均匀且界面焊合质量好, 获得综合力学性能优异的连接接头.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 采用搅拌摩擦焊(friction stir welding, FSW)实现了2 mm厚TC4 钛合金连接, 结合数值模拟结果研究了温度分布对焊缝沿厚度方向显微组织特征和接头力学性能的影响规律. 结果表明, 当焊接速率为50 mm/min 且转速为300 r/min 时, 靠近焊缝表面的材料温度峰值超过b 相变温度. 随着到焊缝表面距离的增加温度峰值逐渐变小, 靠近焊缝底部的材料未超过b 相变温度. 在温度峰值超过b 相变的焊缝区域, 显微组织是由初生a 相、板条状a 相和剩余转变b 相组成, 且焊缝内部的板条状a 相尺寸大于近表面区域. 焊缝底部受到动态再结晶作用, 呈现尺寸较小的a 和b 双相组织, 且b 相在a 相基体上分布更均匀. 当转速提高到350 r/min 时, 沿焊缝厚度方向上的超过b 相变温度的区域变宽, 板条状a 相所占面积和尺寸增大, 组织中出现板条状a 相丛. 取向不同的板条状a 相散乱分布于组织中, 阻碍裂纹扩展, 利于接头的抗拉强度.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2016-11-04 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 采用搅拌摩擦焊(FSW)对厚度为2 mm的2099-T83与2060-T8铝锂合金进行搭接。利用OM和SEM等分析技术探讨搅拌头转速和搅拌针长度对搭接接头界面结构与力学性能的影响。结果表明，2099-T83/2060-T8搭接接头焊缝区可观察到明显的结合界面，焊缝区显微硬度低于母材，且在热机影响区与焊核区的过渡区硬度值最低。当搅拌头转速由600 r/min增加到800 r/min，且搅拌针长度由3 mm减小至2.5 mm时，界面形貌由光滑界面转变成“锯齿状”咬合界面，焊缝区结合界面形貌主要受搅拌针长度影响。“锯齿状”咬合界面搭接接头平均破坏载荷为654 N，比光滑结合界面形貌的搭接接头承载能力提高了110%。搭接接头均断裂在底部母材2060-T8侧热机影响区与焊核区的过渡区，断裂特征为韧-脆混合断裂。“锯齿状”咬合界面搭接接头经150℃，保温20 h人工时效处理后，焊缝区显微硬度有所提升，接头承载能力较未经人工时效处理的降低了20%，断口呈现脆性断裂模式。
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