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2219铝合金FSW-VPPA交叉焊缝组织与力学性能

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焊接学报 2012年第7期33卷 77-80,117页

作者：张海封小松刘仁培南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016 上海航天设备制造总厂上海200245

采用搅拌摩擦焊(FSW)和变极性等离子弧焊(VPPA),在2219铝合金6 mm板上沿着相互垂直的方向施焊以形成FSW-VPPA交叉焊缝.对交叉焊缝的组织形貌进行了观察分析,并对交叉焊缝和单一VPPA焊缝的拉伸力学性能及断口形貌进行了对比研究.结果表明... 详细信息

采用搅拌摩擦焊(FSW)和变极性等离子弧焊(VPPA),在2219铝合金6 mm板上沿着相互垂直的方向施焊以形成FSW-VPPA交叉焊缝.对交叉焊缝的组织形貌进行了观察分析,并对交叉焊缝和单一VPPA焊缝的拉伸力学性能及断口形貌进行了对比研究.结果表明,交叉焊缝微观组织呈现不对称、不均匀的特征,其焊缝区组织主要由α-Al基体和(α-Al+CuAl2)共晶组成,熔合区以及近熔合区的热影响区易于出现聚集性气孔;熔合区附近气孔发生率增加导致交叉接头抗拉强度及断后伸长率明显下降.

关键词：搅拌摩擦焊变极性等离子弧焊交叉焊缝显微组织抗拉强度

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热源同轴辅助搅拌摩擦焊工艺特性分析

焊接学报 2018年第7期39卷 102-105,110页

作者：张婧封小松许辉高嘉爽上海航天装备制造总厂上海200245

研究了激光同轴辅助搅拌摩擦焊中激光/搅拌摩擦焊的热量分配对不同系列铝合金焊缝成形、接头力学性能及显微组织的影响,并得到了相应的优化能量分配条件.结果表明,加入激光辅助热源可有效扩大工艺参数窗口,特别是流动性差的5A06和2219... 详细信息

研究了激光同轴辅助搅拌摩擦焊中激光/搅拌摩擦焊的热量分配对不同系列铝合金焊缝成形、接头力学性能及显微组织的影响,并得到了相应的优化能量分配条件.结果表明,加入激光辅助热源可有效扩大工艺参数窗口,特别是流动性差的5A06和2219铝合金,焊接速度可提升30%以上.激光辅助热源对6061及5A06铝合金焊接接头性能影响较小,对2219铝合金搅拌摩擦焊接头的性能影响明显,焊接热输入增大后,接头性能下降,但总得来说,加入激光辅助热源能够在更小的焊接热输入下获得更高的接头性能.

关键词：激光辅助热源搅拌摩擦焊铝合金热量分配

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镁锂合金搅拌摩擦焊接工艺特性分析

焊接学报 2017年第11期38卷 119-123页

作者：张婧封小松张成聪黄珲上海航天装备制造总厂上海200245

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800~1 600 r/min、焊接速度200~500... 详细信息

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800~1 600 r/min、焊接速度200~500 mm/min),接头大多断在母材,强度与母材相当,而断后伸长率则有显著的降低,仅为母材的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

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镁/铝异种金属填充式摩擦点焊接头特性

焊接学报 2013年第11期34卷 41-44,115页

作者：封小松郭立杰苗玉刚韩端锋上海航天设备制造总厂上海200245 哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

采用填充式摩擦点焊技术对镁/铝异种金属进行工艺试验,并对点焊接头的力学性能和微观组织进行分析.结果表明,当采用合理的搭接接头设计和工艺参数进行镁/铝异种金属摩擦点焊时,可获得表面平整、抗剪切能力强的焊点,其焊点剪切力可达1 86... 详细信息

采用填充式摩擦点焊技术对镁/铝异种金属进行工艺试验,并对点焊接头的力学性能和微观组织进行分析.结果表明,当采用合理的搭接接头设计和工艺参数进行镁/铝异种金属摩擦点焊时,可获得表面平整、抗剪切能力强的焊点,其焊点剪切力可达1 865 N.组织分析发现,在焊核与镁母材之间的竖直界面处易出现少量的孔洞、微裂纹等缺陷,接头的断裂正发生在该区;而在镁/铝之间的水平界面结合良好,存在一定厚度的界面层组织,且该界面层组织的硬度要比两侧母材的硬度明显高很多,这与摩擦点焊过程中脆硬相的金属间化合物的形成有关.

关键词：填充式摩擦点焊异种金属力学性能微观组织

基于BC-MIG焊的铝/钢异种金属增材制造工艺

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焊接学报 2015年第7期36卷 5-8,113页

作者：苗玉刚曾阳王腾吴斌涛封小松哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 上海航天设备制造总厂上海200245

以2 mm厚Q235镀锌钢板为基板,直径1.2 mm的4043铝合金焊丝为增材材料,利用BC-MIG焊工艺进行增材试验,得到了成形美观,性能优良的T型材结构.采用金相显微镜、显微硬度仪、万能拉伸试验机对接头的组织形貌、硬度分布、剪切性能进行研究,... 详细信息

以2 mm厚Q235镀锌钢板为基板,直径1.2 mm的4043铝合金焊丝为增材材料,利用BC-MIG焊工艺进行增材试验,得到了成形美观,性能优良的T型材结构.采用金相显微镜、显微硬度仪、万能拉伸试验机对接头的组织形貌、硬度分布、剪切性能进行研究,获得了沉积层的组织和力学性能的变化规律.结果表明,沉积层最底部靠铝一侧和靠钢一侧分别形成细长针状和带状Fe/Al化合物,沉积层中部由向上生长的树枝晶组成,而在沉积层顶部的组织没有定向生长的趋势.剪切试验表明,铝/钢异种金属T型材最大可承受2 108 N的剪切力,剪切角达到13.5°时,受力一侧堆焊层根部发生断裂,堆焊层上无明显裂纹.

关键词：增材制造铝/钢异种金属 BC-MIG焊微观组织

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镀锌板激光钎焊温度场的数值模拟

金属学报 2006年第8期42卷 882-886页

作者：封小松陈彦宾李俐群哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室哈尔滨150001

以镀锌钢板为母材,以CuSi3焊丝为钎料,进行了单、双光束激光钎焊实验．在分析单、双光束激光填丝钎焊传热行为的基础上,采用有限元方法对激光钎焊温度场进行了数值模拟,提出了激光填丝钎焊热源模型．采用体热源来模拟熔化钎料铺展流动... 详细信息

以镀锌钢板为母材,以CuSi3焊丝为钎料,进行了单、双光束激光钎焊实验．在分析单、双光束激光填丝钎焊传热行为的基础上,采用有限元方法对激光钎焊温度场进行了数值模拟,提出了激光填丝钎焊热源模型．采用体热源来模拟熔化钎料铺展流动引起的传热,模型考虑了热物性参数随温度的变化带来的非线性影响以及潜热、辐射和对流对传热的影响．对典型激光钎焊工艺参数下的温度场进行计算,结果表明：单光束激光钎焊有较高的温度梯度,而2mm焦点间距的双光束钎焊接头峰值温度和温度梯度低,高温区域宽,更适合于获得良好的钎焊接头．

关键词：激光钎焊双光束温度场数值模拟

旋转频率对镁/铝异种金属填充式摩擦点焊接头组织及力学性能的影响

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焊接学报 2013年第11期34卷 9-12,113页

作者：郭立杰封小松苗玉刚韩端锋上海航天设备制造总厂上海200245 哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

以AZ31镁合金和5A06铝合金为研究对象,采用填充式摩擦点焊技术实现了镁/铝异种金属的有效连接,测试了不同旋转频率下摩擦点焊接头的剪切力,并观察和分析了旋转频率对焊点形貌、界面组织以及元素分布的影响规律.结果表明,随着焊接工具旋... 详细信息

以AZ31镁合金和5A06铝合金为研究对象,采用填充式摩擦点焊技术实现了镁/铝异种金属的有效连接,测试了不同旋转频率下摩擦点焊接头的剪切力,并观察和分析了旋转频率对焊点形貌、界面组织以及元素分布的影响规律.结果表明,随着焊接工具旋转频率的增加,焊点的剪切力先增加后减小,且在2 400 r/min附近有最高的剪切力,约为1.9 kN.当旋转频率较低时,镁/铝之间界面反应不充分,无明显的界面层组织,甚至存在"未焊合"区.当旋转频率较高时,镁/铝间形成的界面层较厚(约5μm),界面组织明显,界面结合良好.

关键词：填充式摩擦点焊异种金属旋转频率界面层力学性能

6005A铝合金激光-TIG复合热源填丝焊接技术

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焊接学报 2017年第10期38卷 51-54页

作者：杨大伟陈树海黄继华封小松路浩北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 上海航天设备制造总厂上海200245 中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111

采用激光-TIG复合热源填丝焊接新方法焊接高速列车用6005A铝合金,对复合焊接工艺、接头微观组织、力学性能、断口形貌及焊接热裂纹进行了研究.结果表明,激光功率为2 000~3 000 W、TIG电流为150~195 A、焊接速度为0.4~0.8 m/min时焊接过... 详细信息

采用激光-TIG复合热源填丝焊接新方法焊接高速列车用6005A铝合金,对复合焊接工艺、接头微观组织、力学性能、断口形貌及焊接热裂纹进行了研究.结果表明,激光功率为2 000~3 000 W、TIG电流为150~195 A、焊接速度为0.4~0.8 m/min时焊接过程比较稳定,熔合比合适,可以获得优良的焊缝成形.焊缝区由焊缝边缘的柱状晶和焊缝中心的等轴晶组成.熔合比γ控制在0.54~0.7范围内时,接头的平均抗拉强度约为193.39 MPa;接头抗拉强度随熔合比的增大而增大,并且γ=0.7时,抗拉强度最大,约为205 MPa,占母材强度的70%.

关键词： 6005A铝合金激光-TIG复合焊接微观组织力学性能

2219-T6激光同轴辅助搅拌摩擦焊性能与组织分析

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焊接学报 2018年第8期39卷 82-86,133页

作者：张婧封小松许辉高嘉爽上海航天装备制造总厂上海200245

对2219-T6铝合金激光同轴辅助搅拌摩擦焊接头的宏观形貌、力学性能及显微组织进行了研究.结果表明,激光辅助热源的加入有助于消除金属塑性流动不充分引起的隧道缺陷,提升接头性能,但激光功率过大会加剧焊缝软化而使性能下降.激光辅助热... 详细信息

对2219-T6铝合金激光同轴辅助搅拌摩擦焊接头的宏观形貌、力学性能及显微组织进行了研究.结果表明,激光辅助热源的加入有助于消除金属塑性流动不充分引起的隧道缺陷,提升接头性能,但激光功率过大会加剧焊缝软化而使性能下降.激光辅助热源使焊核区扩大,且焊核区中θ相(Al2Cu)增大,但对热力影响区的显微组织无明显影响.通过固溶+人工时效方法的焊后热处理以显著提升接头强度(从母材强度的76%提升100%).加入激光的焊核区及热力影响区在热处理后晶粒尺寸相比不加入激光有所减小,且激光功率越大,对应的晶粒尺寸越小.

关键词：激光同轴辅助搅拌摩擦焊力学性能显微组织焊后热处理