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铝合金型材的静轴肩倾斜搅拌摩擦焊接头性能

中国机械工程 2021年第7期32卷 815-820页

作者：方远方张华北京石油化工学院光机电装备技术北京市重点实验室北京102617 北京市安全生产工程技术研究院北京102617

采用静止轴肩搅拌摩擦焊装置对6005A铝合金型材进行焊接,并对焊后接头进行拉伸与弯曲的检测,观测了焊缝与拉伸断口横截面组织,结果表明:静轴肩焊缝表面平整无弧纹;倾斜焊接可避免焊缝表面沟槽;焊接速率1 m/min、转速2100 r/min时,接头... 详细信息

采用静止轴肩搅拌摩擦焊装置对6005A铝合金型材进行焊接,并对焊后接头进行拉伸与弯曲的检测,观测了焊缝与拉伸断口横截面组织,结果表明:静轴肩焊缝表面平整无弧纹;倾斜焊接可避免焊缝表面沟槽;焊接速率1 m/min、转速2100 r/min时,接头的抗拉强度达到母材的73%,屈服强度达到母材的55%;转速1700 r/min、1800 r/min时,试样背弯出现裂纹,随着转速的升高,裂纹消失。焊缝横截面出现S曲线,试样断裂机制为韧性断裂。随着转速提高,组织的细化程度与分布均匀程度升高。

关键词：搅拌摩擦焊静轴肩铝合金型材断裂机制

2A12-T4/7A09-T6铝合金搅拌摩擦焊搭接接头性能分析

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焊接学报 2020年第1期41卷 86-90,I0005,I0006页

作者：方远方张华窦程亮北京石油化工学院光机电装备技术北京市重点实验室北京102617 北京市安全生产工程技术研究院北京102617

采用不同的搅拌摩擦焊工艺参数对1.2 mm 2A12-T4铝合金搭接4.0 mm 7A09-T6铝合金板材进行焊接试验,对焊后试样进行力学拉伸检测并对焊缝横截面进行微观组织观测.结果表明,搅拌针从厚板插入薄板的接头力学性能高于从薄板插入厚板,当转速... 详细信息

采用不同的搅拌摩擦焊工艺参数对1.2 mm 2A12-T4铝合金搭接4.0 mm 7A09-T6铝合金板材进行焊接试验,对焊后试样进行力学拉伸检测并对焊缝横截面进行微观组织观测.结果表明,搅拌针从厚板插入薄板的接头力学性能高于从薄板插入厚板,当转速达到800 r/min、焊接速度达到400 mm/min时,焊接接头的抗拉伸载荷达到最高的17 kN,达到薄板2A12-T4铝合金母材的85%.在焊接速度不变的情况下,随着转速的提升,焊缝横截面的界面曲线长度缩短,而界面长度曲线越短,接头力学性能越好.试样断口全部出现在薄板一侧的焊缝起始端,断裂机制为混合断裂.

关键词：搅拌摩擦焊 2A12铝合金 7A09铝合金力学性能

静止轴肩搅拌摩擦焊接6005铝合金的力学和疲劳性能

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焊接学报 2017年第10期38卷 25-28页

作者：张坤方远方栾国红张景榆胡丰中航工业北京航空制造工程研究所中航工业航空连接技术重点实验室北京100024 中车株洲电力机车有限公司株洲412000

利用静止轴肩搅拌摩擦焊接装置对4.5 mm 6005铝合金进行了研究,为满足工程需求,焊接速度设为1 000 mm/min.结果表明,静轴肩搅拌摩擦焊接头随转速的增加,抗拉强度先升高后降低,当转速为2 100 r/min时最高,为232 MPa,可达母材的80%;各参... 详细信息

利用静止轴肩搅拌摩擦焊接装置对4.5 mm 6005铝合金进行了研究,为满足工程需求,焊接速度设为1 000 mm/min.结果表明,静轴肩搅拌摩擦焊接头随转速的增加,抗拉强度先升高后降低,当转速为2 100 r/min时最高,为232 MPa,可达母材的80%;各参数接头正弯和背弯180°均无裂纹.在应力循环频率70 Hz、正弦波形、应力比R为0.1的条件下,对2 100 r/min和1 000 mm/min参数的接头进行轴向高周疲劳测试,获得接头的S-N曲线和疲劳极限,在(1-a)置信度90%,失效概率P=5%条件下,S-N曲线的下极限为105 MPa,疲劳断裂主要位于接头的热影响区,疲劳断口分为裂纹萌生区、裂纹扩展区和瞬断区三个区域.

关键词：静止轴肩搅拌摩擦焊 6005铝合金力学性能疲劳强度

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SAF2906双相不锈钢超塑性研究

机械工程学报 2013年第22期49卷 116-120页

作者：方远方任学平何铎牛闯杨林北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

通过恒温拉伸机对固溶处理与冷轧加工后的SAF2906双相不锈钢进行恒温拉伸试验,分析其在不同条件下超塑性伸长率的变化。利用扫描电镜与透射电镜对其进行内部组织观察,了解其两相比例的变化情况。试验结果表明,SAF2906双相不锈钢中铁素体... 详细信息

通过恒温拉伸机对固溶处理与冷轧加工后的SAF2906双相不锈钢进行恒温拉伸试验,分析其在不同条件下超塑性伸长率的变化。利用扫描电镜与透射电镜对其进行内部组织观察,了解其两相比例的变化情况。试验结果表明,SAF2906双相不锈钢中铁素体相(δ相)与奥氏体相(γ相)的两相体积比随固溶温度的变化而改变,随着固溶温度的升高铁素体比例不断上升,其中当铁素体与奥氏体的两相体积比接近1∶1的情况下,SAF2906双相不锈钢展现出良好的超塑性性能;在机械加工方面可以通过提高冷轧压下量的方法提高SAF2906双相不锈钢的超塑伸长率,试验中试样的伸长率随着冷轧变形量的提高而明显增大,当固溶温度为1 100℃,冷轧压下量为85%时,变形温度为960℃,应变速率为1×10?3 s?1的条件下,SAF2906双相不锈钢伸长率为1 430%。

关键词：超塑性恒温拉伸时效温度 SAF2906双相不锈钢

SAF2906双相不锈钢σ析出行为及对超塑性影响

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塑性工程学报 2015年第5期22卷 100-107页

作者：方远方任学平董晓萌北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

对高温固溶之后的SAF2906双相不锈钢进行时效处理,固溶温度为1200℃,保温时间1h,时效温度为650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃和950℃,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)等方法观察SAF2906双相不锈钢中析出... 详细信息

对高温固溶之后的SAF2906双相不锈钢进行时效处理,固溶温度为1200℃,保温时间1h,时效温度为650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃和950℃,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)等方法观察SAF2906双相不锈钢中析出相的形态,用EDS能谱测量析出相中各化学元素的含量,通过恒温拉伸机对试样进行恒温拉伸,分析在不同实验温度下试样伸长率的变化。实验结果表明,在本实验条件下,σ相的析出量随时效温度的升高呈现先增大后减小的趋势,在850℃左右达到最大,SAF2906双相不锈钢中的σ析出相分布规律与同类型双相不锈钢有相似之处,形核位置大部分在α-铁素体内部和γ-奥氏体/α-铁素体两相之间,部分析出相出现在γ-奥氏体内部;σ相在超塑拉伸过程变形后期容易导致断裂,在变形温度为850℃与900℃时,试样伸长率分别可以达到382%和538%,当温度为950℃时,随着保温时间的延长,σ相在试样中的比例不断下降,同时试样伸长率不断上升,当保温时间长于5min,σ相比例下降到5%以下,此时伸长率可达1000%。

关键词：析出相时效温度 SAF2906双相不锈钢

SAF2906双相不锈钢σ相析出行为及对超塑性影响

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塑性工程学报 2016年第3期23卷 125-132页

作者：方远方任学平董晓萌北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

对高温固溶后的SAF2906双相不锈钢进行时效处理,固溶温度为1 200℃,保温时间1h,时效温度为650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)等方法观察SAF2906双相不锈钢中析出相... 详细信息

对高温固溶后的SAF2906双相不锈钢进行时效处理,固溶温度为1 200℃,保温时间1h,时效温度为650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)等方法观察SAF2906双相不锈钢中析出相的形态,采用EDS能谱测量析出相中各化学元素的含量,通过恒温拉伸机对试样进行恒温拉伸,分析在不同实验温度下试样伸长率的变化。结果表明,在本实验条件下σ相的析出量随时效温度的升高先增大后减小,在约850℃达到最大,SAF2906双相不锈钢中的σ析出相分布规律与同类型双相不锈钢相比有相似之处,形核位置大部分出现在α-铁素体内部和γ-奥氏体/α-铁素体两相之间,但有部分析出相出现在γ-奥氏体内部;σ相在超塑拉伸过程变形后期容易导致断裂,在变形温度为850℃与900℃时,试样伸长率分别可以达到382%和538%,当温度为950℃时,随着保温时间的延长,σ相在试样中的比例不断下降,同时试样伸长率不断上升,当保温时间达到5min时,σ相比例<5%,此时伸长率可达1 000%。

关键词：关析出相时效温度 SAF2906双相不锈钢

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高强铝合金搅拌摩擦类增材制造研究进展

航天制造技术 2023年第5期 1-10页

作者：刘鹏刘峰超王砚东方远方马宗义沈阳理工大学材料科学与工程学院沈阳110159 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 首都航天机械有限公司北京100076

增材制造技术作为传统材料制备与加工方式的有效补充,有望满足先进制造领域对大尺寸、高性能构件短周期制备的新需求。基于能量束的熔化增材制造在使用商业高强铝合金制备大构件时难以避免凝固缺陷,导致所制备构件的材料力学性能下降。... 详细信息

增材制造技术作为传统材料制备与加工方式的有效补充,有望满足先进制造领域对大尺寸、高性能构件短周期制备的新需求。基于能量束的熔化增材制造在使用商业高强铝合金制备大构件时难以避免凝固缺陷,导致所制备构件的材料力学性能下降。搅拌摩擦类增材制造技术避免了凝固缺陷,增材构件致密、组织均匀、晶粒细小、织构较弱,提升了增材构件材料的综合力学性能。本文对搅拌摩擦类增材制造技术在制备高强铝合金方面的研究与应用进展展开综述,分析了搅拌摩擦类增材制造技术面临的挑战及发展趋势,为相关领域的研究提供有益参考。

关键词：摩擦表面沉积增材制造板材搅拌摩擦增材制造搅拌摩擦沉积增材制造摩擦挤压沉积增材制造高强铝合金

纵向直流磁场对铝铜熔钎焊接头组织和性能的影响

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焊接学报 2020年第10期41卷 23-27,I0002页

作者：邓呈敏程东海张华方远方戎易王龙北京石油化工学院北京102617 北京市安全生产工程技术研究院北京102617 南昌航空大学南昌330063

采用TIG焊进行铝铜异种材料熔钎焊对接试验,通过添加Zn-2%Al药芯焊丝调控焊缝成分,并施加纵向直流磁场调控界面组织,接头力学性能显著提高.结果表明,相比于无磁场,在纵向直流磁场的作用下,Cu侧IMC层的形状、厚度和化合物种类均发生变化... 详细信息

采用TIG焊进行铝铜异种材料熔钎焊对接试验,通过添加Zn-2%Al药芯焊丝调控焊缝成分,并施加纵向直流磁场调控界面组织,接头力学性能显著提高.结果表明,相比于无磁场,在纵向直流磁场的作用下,Cu侧IMC层的形状、厚度和化合物种类均发生变化:平均厚度明显变薄,由32.8μm降至14.6μm;形状由平直变为弯曲,起到"机械咬合"作用;Cu侧IMC层Al4.2Cu3.2Zn0.7三元化合物的出现抑制了硬脆的AlCu与Al2Cu化合物的生长,接头性能升高.添加直流磁场后,接头抗拉强度均比无磁场时高,且接头抗拉强度随着磁场强度的增加呈现先增大后减小的趋势.当焊接电流I=95 A,焊接电压U=16 V,焊接速度v=140 mm/min,磁场强度B=10 mT时,接头抗拉强度最高,达到110.8 MPa,比无磁场升高了约24%.

关键词：纵向直流磁场界面组织机械咬合磁场强度

2A12-T4/7A09-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头性能研究

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电焊机 2023年第3期53卷 124-129页

作者：方远方张丽娜陆云鹏张中平朱贺首都航天机械有限公司北京100076

采用机器人搅拌摩擦点焊设备对1.2 mm厚2A12-T4铝合金与4 mm厚7A09-T6铝合金板材进行回填式搅拌摩擦点焊试验,并对焊后试样进行X光检测、力学抗拉力检测,对焊点内部组织进行光学显微镜、扫描电镜观测。试验结果表明:当下扎/回填速率为30... 详细信息

采用机器人搅拌摩擦点焊设备对1.2 mm厚2A12-T4铝合金与4 mm厚7A09-T6铝合金板材进行回填式搅拌摩擦点焊试验,并对焊后试样进行X光检测、力学抗拉力检测,对焊点内部组织进行光学显微镜、扫描电镜观测。试验结果表明:当下扎/回填速率为30 mm/min时,试样抗拉力较低,当下扎/回填速率为40 mm/min、50 mm/min时,试样抗拉伸力较高,且随转速升高的变化趋势相近,试样最高抗拉力出现在转速2100 r/min、速率40 mm/min时;焊点外缘结合区是材料结合最薄弱区域,若该区域表面出现缺陷,则焊点力学性能较差,该区域表面平整,则焊点力学性能高;试样断裂方式均为薄板一侧出现“穿孔”,焊点完整留在厚板一侧,断口断裂机制为韧性断裂、晶间滑移与脆性断裂相互作用的混合断裂。

关键词：搅拌摩擦点焊 2A12铝合金 7A09铝合金力学性能