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热加工工艺 2009年第5期38卷 133-134,137页

作者：达朝炳中石油中亚天然气管道有限公司北京100011

通过对搅拌摩擦焊接焊缝中的缺陷进行分析研究,认为其缺陷主要分为外观缺陷与内部缺陷,并进一步对其缺陷位置、形态及出现原因给予了说明。

关键词：搅拌摩擦焊焊接缺陷隧道形缺陷

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铜合金同种及异种金属搅拌摩擦焊工艺研究

铜合金同种及异种金属搅拌摩擦焊工艺研究

作者：达朝炳兰州理工大学

学位级别：硕士

搅拌摩擦焊(friction stir welding,简称FSW)是一种基于摩擦焊的固相连接技术,由于其焊接特点的独特性及优越性,这种新型的连接技术自问世以来,就受到焊接界的广泛关注,各种材料的搅拌摩擦焊焊接性能研究也成为这种焊接方法基础研究的... 详细信息

搅拌摩擦焊(friction stir welding,简称FSW)是一种基于摩擦焊的固相连接技术,由于其焊接特点的独特性及优越性,这种新型的连接技术自问世以来,就受到焊接界的广泛关注,各种材料的搅拌摩擦焊焊接性能研究也成为这种焊接方法基础研究的一个重点。到目前为止,对搅拌摩擦焊的研究已经从铝合金的焊接向其它金属的焊接如铜、钛、镁、不锈钢及碳钢等方面发展。本课题是在铝合金搅拌摩擦焊工艺研究的基础上,着重对紫铜、黄铜及异种材料紫铜/黄铜、紫铜/铝合金、黄铜/铝合金的搅拌摩擦焊焊接工艺及焊接性能等问题进行研究。在同种材料的焊接中,分析了不同板厚的紫铜和黄铜在各种工艺参数下的焊缝成形、接头微观组织、显微硬度及接头力学性能等特点,总结了旋转速度和焊接速度的改变对接头焊核区和热机械影响区内晶粒尺寸及形状的影响规律。通过上述研究,得到了成功实现紫铜和黄铜同种材料搅拌摩擦焊的焊接工艺参数范围,并认为通过搅拌摩擦焊得到的紫铜和黄铜接头虽然整体上出现了显微硬度下降的现象,但其平均力学性能要高于常规焊接方法所得到的接头的力学性能。在异种材料的焊接中,着重分析了两种材料不同的放置位置以及被焊材料的板厚对其接头性能的影响,并从微观角度分析了两种材料在接头中的分布情况及交界处的物相成分。分析表明:板厚决定了异种材料铜/铝合金焊接工艺参数范围的大小,异种材料在接头中不是均匀分布的,接头中出现了形态、混合方式不同的区域;在异种材料交界处产生了一定宽度的过渡带,铜/铝接头中出现的金属间化合物主要是Cu9A14和A12Cu,而在紫铜/黄铜接头中的主要是Cu5Zn8。在上述工艺实验的基础上,对出现在各种接头中的材料的塑性流动现象进行了分析。分析认为接头横剖面上存在塑性流动方式不同的区域,文中对出现洋葱环区位置及洋葱环结构特点及形成机理进行了说明;对影响因素众多,材料流动复杂,一般出现内部缺陷的区域也作了了详细分析。本课题通过工艺实验证明,当工艺参数选择最佳值时,能够成功实现紫铜、黄铜,紫铜/铝合金的搅拌摩擦焊连接。其结果不仅为铜合金及铜/铝合金异种材料提供了一种全新、经济、可靠的连接途径,也为后续的搅拌摩擦焊接工艺研究提供了参考,具有重要的实用价值。

关键词：搅拌摩擦焊紫铜黄铜铝合金焊接工艺参数金属间化合物洋葱环焊接缺陷

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搅拌摩擦焊缝中的洋葱环形成分析

中国有色金属学报 2006年第10期16卷 1672-1677页

作者：王希靖达朝炳李晶张忠科兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050

研究了搅拌摩擦焊焊接铜合金、铝合金时接头中出现的洋葱环结构,分析其形成及影响因素。结果表明:洋葱环的实质是搅拌针旋转前进时其带动的软化层与上一软化层塑性金属间相对移动摩擦叠加后产生的一种轨迹;由于搅拌针区域摩擦热输入不足... 详细信息

研究了搅拌摩擦焊焊接铜合金、铝合金时接头中出现的洋葱环结构,分析其形成及影响因素。结果表明:洋葱环的实质是搅拌针旋转前进时其带动的软化层与上一软化层塑性金属间相对移动摩擦叠加后产生的一种轨迹;由于搅拌针区域摩擦热输入不足,层间新生成的晶核呈弥散分布,层间与层内晶粒形状不同,从宏观上看,接头纵剖面上形成了结构重叠的半圆环结构,而从横剖面上就形成了独特的“洋葱环”结构;焊缝中心纵剖面上出现环间距大小与搅拌针旋转一周向前移动的距离基本相等。

关键词：搅拌摩擦焊洋葱环结构塑性流动隧道形缺陷

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黄铜H62搅拌摩擦焊接头的微观组织及性能

中国有色金属学报 2006年第5期16卷 775-780页

作者：王希靖达朝炳李晶张忠科兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050

针对H62黄铜进行搅拌摩擦焊实验研究．初步分析工艺参数对接头的组织及力学性能的影响。结果表明：当焊接速度与搅拌头旋转速度的比值保持在0．09～0.15之间，压入深度在0．1～0.2mm之间时，可得到组织致密、无孔洞的搅拌摩擦焊接头；... 详细信息

针对H62黄铜进行搅拌摩擦焊实验研究．初步分析工艺参数对接头的组织及力学性能的影响。结果表明：当焊接速度与搅拌头旋转速度的比值保持在0．09～0.15之间，压入深度在0．1～0.2mm之间时，可得到组织致密、无孔洞的搅拌摩擦焊接头；用搅拌摩擦焊得到的黄铜接头的力学性能比母材低，但比熔化焊得到的接头性能要高，其平均抗拉强度可达到母材的88％。

关键词：黄铜搅拌摩擦焊焊接参数动态再结晶

LY12搅拌摩擦焊接过程中搅拌针摩擦行为的研究

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热加工工艺(焊接版) 2006年第1期 18-21页

作者：王希靖李晶达朝炳王天宇兰州理工大学甘肃省有色金属新材料国家重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料国家重点实验室

搅拌摩擦焊是一种依靠搅拌头与被焊金属之间的摩擦来实现焊接的焊接方法,二者之间的摩擦系数直接影响到最终的焊接效果。本试验对LY12铝合金摩擦系数随温度等因素的变化情况进行了研究,试验结果表明:由于温度对铝合金的表面状态的影响... 详细信息

搅拌摩擦焊是一种依靠搅拌头与被焊金属之间的摩擦来实现焊接的焊接方法,二者之间的摩擦系数直接影响到最终的焊接效果。本试验对LY12铝合金摩擦系数随温度等因素的变化情况进行了研究,试验结果表明:由于温度对铝合金的表面状态的影响非常大,所以铝合金的摩擦系数在高温下的变化也很大。通过试验数据建立了LY12铝合金与高速钢的摩擦系数与温度之间的关系曲线,发现二者之间的摩擦系数随温度的增加先增大,达到金属的熔点下限后开始减小。并且对LY12铝合金搅拌摩擦焊焊接过程中的摩擦行为进行了分析。

关键词：搅拌摩擦焊摩擦机制摩擦系数

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层间温度对X60管线钢焊接质量的影响

热加工工艺 2007年第11期36卷 24-26页

作者：达朝炳高海军赵海琨青海油田工程建设有限责任公司甘肃敦煌736202

针对涩北至格尔木天然气管道复线建设中采用的X60管线钢,根据试验,分析了常温与低温焊接时层间温度变化对管口焊接质量的影响,并指出了防止涩格天然气管道焊接产生冷裂纹的工艺措施。

关键词： X60管线钢下向焊层间温度冷裂纹

LY12搅拌摩擦焊接过程中搅拌针摩擦行为的研究

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热加工工艺 2006年第3期35卷 18-21页

作者：王希靖李晶达朝炳王天宇兰州理工大学甘肃省有色金属新材料国家重点实验室甘肃兰州730050

关键词：搅拌摩擦焊摩擦机制摩擦系数

Microstructures and properties analysis of dissimilar metal joint in the friction stir welded copper to aluminum alloy

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China Welding 2007年第1期16卷 57-62页

作者：王希靖张忠科达朝炳李晶 State Key Laboratory of Gansu Advanced Non-ferrous Metal Materials Lanzhou University of Technology Lanzhou 730050 State Key Laboratory of Gansu Advanced Non-ferrous Metal Materials Lanzhou University of Technology Lanzhou 730050Qinghai Oilfield Construction Co. Ldt Dunhuang 736202

This paper mainly concentrated on the feasibility of friction stir welding of dissimilar metal of aluminum alloy to copper （I2） and a preliminary analysis of welding parameters influencing on the microstructures and properties of joint was carried out. The results indicated that the thickness of workpiece played an important role in the welding parameters which could succeed in the friction stir welding of dissimilar metal of copper to aluminum alloy, and the parameters were proved to be a narrow choice. The interfacial region between copper and aluminum in the dissimilar joint was not uniformly mixed, constituted with part of incomplete mixing zone, complete mixing zone, dispersion zone and the most region＇ s boundary was obvious. Meantime a kind banded structure with inhomogeneous width was formed. The intermetallic compounds generated during friction stir welding in the interfacial region were mainly CugAl4, Al2Cu etc, and their hardness was higher than oihers.

关键词： friction stir welding dissimilar metals copper aluminum alloy

Plastic flow pattern and its effect in friction stir welding of A2024 and A1060

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中国有色金属学会会刊：英文版 2006年第A03期16卷 1336-1341页

作者：王希靖张忠科李晶达朝炳 State Key Laboratory of Gansu Advanced Non-ferrous Metal Materials Lanzhou University of TechnologyLanzhou 730050China

During the friction stir welding (FSW), the property of the welding joint is highly affected by the plastic and viscous flow behavior of the softened material. The flow pattern of the welded material was examined through observing the microstrucrural distribution of friction stir welded joints between dissimilar 2024 and 1060 aluminum alloy. The experimental results show that the flow patterns of material at different locations in the weld are different and can be divided into four layers along the thickness direction: surface flow layer influenced by the shoulder of the tool, in which the material tends to flow as integrity; horizontal flow layer influenced by the surface flow layer, in which the material of surface flow layer enters and flows forwards under the advancing force of the tool; vertical flow layer (plastic flow area induced by stirring of the pin), in which the flow pattern is complex and onion rings can often be observed; unstirred bottom layer because of the length of the pin being shorter than the thickness of the plates. The effect of plastic flow on welding quality was further investigated. The study suggests that welding quantity is significantly influenced by the flow pattern and defects always appear in horizontally lamellar flow region because of the complex flow pattern.

关键词：焊接工艺金属加工定位焊接固相

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FSW中搅拌针作用力及其影响的研究

兰州理工大学学报 2006年第1期32卷 11-14页

作者：王希靖李晶达朝炳张忠科兰州理工大学甘肃省有色金属新材料国家重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学材料科学与工程学院甘肃兰州730050

针对LY12硬铝合金,研究了搅拌摩擦焊焊接中搅拌针与被焊金属间力的作用对整个焊接过程的影响.搅拌针与被焊金属之间的力通过影响产热机制和金属流动来影响焊接质量.通过测量焊机上驱动水平工作台运动的电机的相关数据间接测量焊接过程... 详细信息

针对LY12硬铝合金,研究了搅拌摩擦焊焊接中搅拌针与被焊金属间力的作用对整个焊接过程的影响.搅拌针与被焊金属之间的力通过影响产热机制和金属流动来影响焊接质量.通过测量焊机上驱动水平工作台运动的电机的相关数据间接测量焊接过程中搅拌针与被焊金属之间的作用力,得到搅拌针与被焊金属之间的作用力与焊接工艺之间的影响关系是:搅拌针与被焊金属之间的作用力在焊速一定的情况下随着摩擦头转速的提高而减小,在摩擦头转速一定的情况下随着焊速的增大而增大.同时结合有关影响搅拌摩擦焊焊接质量的因素,确定了3 mmLY12铝合金的最佳焊接工艺.

关键词：搅拌摩擦焊金属塑性流动产热机制焊接质量