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钛合金的搅拌摩擦焊探索

焊接学报 2005年第11期26卷 83-88页

作者：栾国红柴鹏孙成斌北京航空制造工程研究所中国搅拌摩擦焊中心北京100024

通过对钛合金热物理性能分析,比较了钛合金的搅拌摩擦焊特性;针对钛合金的特点特别设计和使用了可以满足钛合金搅拌摩擦焊的搅拌头、垫板、冷却和保护装置等;并且对Ti-6Al-4V钛合金的搅拌摩擦焊焊缝和接头进行了观察分析,还对接头力学... 详细信息

通过对钛合金热物理性能分析,比较了钛合金的搅拌摩擦焊特性;针对钛合金的特点特别设计和使用了可以满足钛合金搅拌摩擦焊的搅拌头、垫板、冷却和保护装置等;并且对Ti-6Al-4V钛合金的搅拌摩擦焊焊缝和接头进行了观察分析,还对接头力学性能进行了测试,初步试验结果表明搅拌摩擦焊可以实现钛合金焊接,接头强度可以达到母材强度90%以上,但是搅拌摩擦焊工艺、参数、搅拌头还需要进一步优化,性能指标还可以进一步提高。

关键词：搅拌摩擦焊钛合金焊接性

2060铝锂合金FSW接头微观组织和力学性能

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焊接学报 2017年第6期38卷 101-104页

作者：林松张坤王卫兵栾国红北京航空制造工程研究所中国搅拌摩擦焊中心北京100024

对2060铝锂铝合金FSW接头性能进行分析,采用光学显微镜、SEM、EBSD等手段对2060铝锂合金的微观组织、拉伸性能、显微硬度、断口形貌、各向异性等性能进行分析.结果表明,最高强度系数为89.9%,最高延伸率为9.44%;FSW接头各向异性不明显;2... 详细信息

对2060铝锂铝合金FSW接头性能进行分析,采用光学显微镜、SEM、EBSD等手段对2060铝锂合金的微观组织、拉伸性能、显微硬度、断口形貌、各向异性等性能进行分析.结果表明,最高强度系数为89.9%,最高延伸率为9.44%;FSW接头各向异性不明显;2060铝锂合金主要强化相为Al2Cu Li,并且沿一定晶体学取向分布,对基体有较强的强化作用.在焊核区及热影响区处,析出相溶解,在冷却过程中析出并长大,与基体没有特定的晶体学取向关系,形成粗大的平衡相;由于焊接过程中剧烈的塑性变形与动态再结晶,织构变为弱织构,不存在明显的晶体学取向.

关键词： 2060铝锂合金 FSW焊接接头力学性能组织演变

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LY12铝合金摩擦塞焊接头组织分析

焊接学报 2006年第10期27卷 1-3页

作者：栾国红季亚娟董春林马翔生北京航空制造工程研究所中国搅拌摩擦焊中心北京100024

在介绍摩擦塞焊原理和优点的基础上,经过初步试验,分析了LY12铝合金摩擦塞焊接头的金相组织和硬度分布。结果表明,LY12铝合金摩擦塞焊接头明显分为五个区域,即母材、母材与塑化区Ⅰ过渡区、塑化区Ⅰ、塑化区Ⅰ和塑化区Ⅱ之间的过渡区、... 详细信息

在介绍摩擦塞焊原理和优点的基础上,经过初步试验,分析了LY12铝合金摩擦塞焊接头的金相组织和硬度分布。结果表明,LY12铝合金摩擦塞焊接头明显分为五个区域,即母材、母材与塑化区Ⅰ过渡区、塑化区Ⅰ、塑化区Ⅰ和塑化区Ⅱ之间的过渡区、塑化区Ⅱ。其中塑化区Ⅰ和塑化区Ⅱ的材料发生了强烈的变形和流动,但流动方式和变形方式不同;硬度分布则是从母材区开始,硬度值逐渐下降,在塑化区Ⅰ达到最低值,随后硬度值逐渐增大,在塑化区Ⅱ趋于稳定且与母材硬度值相当。

关键词： LY12铝合金摩擦塞焊组织硬度

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铝合金搅拌摩擦焊物理场三维数值模拟

焊接学报 2016年第5期37卷 15-18,129页

作者：李继忠赵华夏栾国红北京航空制造工程研究所中国搅拌摩擦焊中心北京100024

基于热物理模拟构建的2024-T3铝合金Arrhenius本构关系,使用Deform-3D软件建立了搅拌摩擦焊三维热-力耦合模型,模拟焊接过程温度、应力、应变等物理场在塑性变形区的分布状态.结果表明,各物理场受焊速和转速的影响均呈不对称分布,其中... 详细信息

基于热物理模拟构建的2024-T3铝合金Arrhenius本构关系,使用Deform-3D软件建立了搅拌摩擦焊三维热-力耦合模型,模拟焊接过程温度、应力、应变等物理场在塑性变形区的分布状态.结果表明,各物理场受焊速和转速的影响均呈不对称分布,其中材料在前进侧表现为压应力状态,在后退侧出现受拉应力状态;此外,在前进侧材料分别向焊缝表面和根部流动,当材料由后退侧向前进侧的流动速度小于在厚度方向上的流动速度时,在焊缝内产生缺陷,并通过试验验证了这一现象.

关键词：搅拌摩擦焊有限元模拟材料流动 2024-T3铝合金

搅拌摩擦焊和熔化极气体保护焊6082铝合金疲劳性能分析

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焊接学报 2015年第7期36卷 105-108,118页

作者：佟建华张坤林松王卫兵北京航空制造工程研究所中国搅拌摩擦焊中心北京100024

对10 mm厚6082-T6铝合金进行搅拌摩擦焊(FSW)和熔化极气体保护焊(MIG焊)焊接,利用疲劳性能试验机、光学显微镜、扫描电子显微镜等手段对6082铝合金FSW和MIG焊接头的疲劳力学性能、微观组织、裂纹扩展特征、疲劳断口进行了分析.结果表明... 详细信息

对10 mm厚6082-T6铝合金进行搅拌摩擦焊(FSW)和熔化极气体保护焊(MIG焊)焊接,利用疲劳性能试验机、光学显微镜、扫描电子显微镜等手段对6082铝合金FSW和MIG焊接头的疲劳力学性能、微观组织、裂纹扩展特征、疲劳断口进行了分析.结果表明,在疲劳寿命为2×106周次时,6082铝合金母材及其FSW和MIG焊接头的名义应力分别为126.3,110.2,84.2 MPa;在高应力水平下(!σ=160 MPa),FSW接头疲劳寿命明显大于MIG焊接头、与母材的疲劳寿命相当.MIG焊疲劳断口均位于焊趾处,焊缝内的气孔缺陷为其主要裂纹源;FSW疲劳断口大多发生在轴肩边缘.接头的微观断口具有准解理特征,断口中存在疲劳条纹和韧窝.

关键词： 6082铝合金搅拌摩擦焊熔化极气体保护焊疲劳性能

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6063铝合金搅拌摩擦焊接头冲击断裂分析

焊接学报 2005年第9期26卷 27-30页

作者：柴鹏简波季亚娟栾国红北京航空制造工程研究所中国搅拌摩擦焊中心北京100024

以6063铝合金为主要研究对象,简要介绍了铝合金型材的搅拌摩擦焊接工艺及设备,研究了6063-T651铝合金的冲击断裂性能、塑性变形能力及其搅拌摩擦焊接头的微观组织。研究表明,搅拌摩擦焊接头中为较细的再结晶组织,且强化相呈弥散分布,其... 详细信息

以6063铝合金为主要研究对象,简要介绍了铝合金型材的搅拌摩擦焊接工艺及设备,研究了6063-T651铝合金的冲击断裂性能、塑性变形能力及其搅拌摩擦焊接头的微观组织。研究表明,搅拌摩擦焊接头中为较细的再结晶组织,且强化相呈弥散分布,其冲击断裂性能和塑性变形能力与母材相近。

关键词： 6063铝合金型材搅拌摩擦焊接冲击韧度

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搅拌摩擦焊塑性金属流动基本模型

焊接学报 2016年第12期37卷 71-74页

作者：王卫兵栾国红张坤赵华夏中航工业北京航空制造工程研究所中国搅拌摩擦焊中心北京100024

通过对搅拌摩擦焊接过程进行抽象和假设,建立了搅拌摩擦焊接过程中塑性金属流动的基本模型.文中定义了步长塑性层、步长空腔以及剥离侧和堆积侧等概念.提出了步长塑性层是塑性金属转移流动的基本单元,步长塑性层连续转移流入并填满步长... 详细信息

通过对搅拌摩擦焊接过程进行抽象和假设,建立了搅拌摩擦焊接过程中塑性金属流动的基本模型.文中定义了步长塑性层、步长空腔以及剥离侧和堆积侧等概念.提出了步长塑性层是塑性金属转移流动的基本单元,步长塑性层连续转移流入并填满步长空腔,塑性金属流动的一个周期结束同时下一个周期开始.分析了步长塑性层流动的驱动力以及阻力等因素.结果表明,若步长塑性层不能全部填满步长空腔,焊缝中会出现体积型缺陷的结论.步长塑性层在流入步长空腔的过程中,同时会掉头转向.

关键词：搅拌摩擦焊塑性金属流动步长塑性层步长空腔

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异种铝合金搅拌摩擦焊材料流动行为研究

材料工程 2014年第6期42卷 1-4,10页

作者：李继忠马正斌董春林栾国红北京航空制造工程研究所中国搅拌摩擦焊中心北京100024 西北工业大学西安710072

采用异种铝合金交替排列的方法,研究了搅拌摩擦焊接过程中材料的变形和流动行为。结果表明:采用垂直焊缝交替排列的焊缝表面形成了两套弧纹,其中粗大弧纹是由于在焊接方向上两种铝合金交替排列而产生的周期性变化所致;受焊速和转速的影... 详细信息

采用异种铝合金交替排列的方法,研究了搅拌摩擦焊接过程中材料的变形和流动行为。结果表明:采用垂直焊缝交替排列的焊缝表面形成了两套弧纹,其中粗大弧纹是由于在焊接方向上两种铝合金交替排列而产生的周期性变化所致;受焊速和转速的影响,材料在前进侧流动剧烈且混合均匀,而后退侧因材料流动较弱仍与母材保持连续分布状态;由于材料塑性变形程度的差异,在轴肩影响区、搅拌针影响区和母材之间形成了明显的分界面。

关键词：搅拌摩擦焊异种铝合金材料流动行为

7075-T6铝合金搅拌摩擦焊焊缝表面带状纹理的组织与性能

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金属学报 2011年第2期47卷 224-230页

作者：康举栾国红付瑞东北京航空制造工程研究所中国搅拌摩擦焊中心北京100024 燕山大学材料科学与工程学院秦皇岛066004

对1.6 mm厚7075-T6铝合金板进行了搅拌摩擦焊接(FSW),研究了焊缝表面带状纹理的组织与性能.研究表明,焊缝金相组织在轴肩作用区内存在明暗相间的弧纹,明弧纹对应带状纹理的波谷,暗弧纹对应波峰.SEM和TEM分析表明,与波谷处相比,波峰处为... 详细信息

对1.6 mm厚7075-T6铝合金板进行了搅拌摩擦焊接(FSW),研究了焊缝表面带状纹理的组织与性能.研究表明,焊缝金相组织在轴肩作用区内存在明暗相间的弧纹,明弧纹对应带状纹理的波谷,暗弧纹对应波峰.SEM和TEM分析表明,与波谷处相比,波峰处为细晶区和第二相粒子的富集区,导致波谷处的硬度比波峰处低.

关键词： 7075铝合金搅拌摩擦焊(FSW) 带状纹理微观组织力学性能