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7E33铝合金棒材旋转摩擦焊接温度场与应变场研究
1
作者 张予源 王文 +5 位作者 张旭 韩鹏 霍可越 侯嘉伟 高原 王快社 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第1期28-34,共7页
基于耦合欧拉-拉格朗日方法建立了7E33铝合金棒材旋转摩擦焊接的三维有限元模型,结合逆问题求解法拟合了摩擦因数与温度的关系,研究了转速对焊接接头塑性环温度场与应变场的影响规律。结果表明,建立的模型预测精度较高,温度场误差为2.8%... 基于耦合欧拉-拉格朗日方法建立了7E33铝合金棒材旋转摩擦焊接的三维有限元模型,结合逆问题求解法拟合了摩擦因数与温度的关系,研究了转速对焊接接头塑性环温度场与应变场的影响规律。结果表明,建立的模型预测精度较高,温度场误差为2.8%,飞边宽度和厚度误差分别为7.1%和7.3%。转速由1100 r·min^(-1)增加到1500 r·min^(-1)时,焊接峰值温度由580.1℃升高到601.2℃,塑性环形核位置和塑性环宽度分别由0.69R和0.25R增加到0.75R和0.31R(R为棒材半径),飞边产生时间由5 s提前到3 s,峰值等效塑性应变由82.6增大到85.1。增大转速可提高焊接效率,但会使摩擦面中心部分区域材料流动性变差。 展开更多
关键词 温度场 应变场 旋转摩擦焊接 7E33铝合金 塑性环
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贮箱筒体多节筒段与长筒段搅拌摩擦焊接残余应力差异性研究 被引量：2
2
作者 赵耀邦 陈波 +4 位作者 王建峰 历吴恺 李峻臣 林才渊 占小红 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期92-99,共8页
通过有限元模拟的方法,对火箭贮箱多节筒段、长筒段两种制造模式下的2219铝合金贮箱筒体进行建模,并通过试片级搅拌摩擦焊实验验证了模型的准确性,对比研究了二者的残余应力差异性。结果表明,多节筒段、长筒段筒体均在焊缝处发生应力集... 通过有限元模拟的方法,对火箭贮箱多节筒段、长筒段两种制造模式下的2219铝合金贮箱筒体进行建模,并通过试片级搅拌摩擦焊实验验证了模型的准确性,对比研究了二者的残余应力差异性。结果表明,多节筒段、长筒段筒体均在焊缝处发生应力集中,而多节筒段在最后一道焊缝的尾部应力集中现象尤为严重;多节筒段和长筒段筒体的纵焊缝和环焊缝交接处应力集中现象并不明显,多节筒段在完成第二道环焊缝后,应力得到轻微缓解,减小5.51%,长筒段减小3.83%,在无焊缝的筒体部位应力分布都较为均匀;多节筒段与长筒段筒体的纵、环焊缝残余应力分布是类似的,但是长筒段的应力集中区域较小,最大残余拉应力降低25.73%,最大残余压应力减小27.38%。 展开更多
关键词 2219铝合金 火箭贮箱筒段 有限元仿真 搅拌摩擦焊 残余应力
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时效时间和Sb添加对Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物生长行为的影响 被引量：2
3
作者 涂文斌 胡志华 +3 位作者 邹雨柔 刘冠鹏 王善林 陈玉华 《材料导报》 北大核心 2025年第6期189-194,共6页
无铅钎料焊点界面金属间化合物是影响焊点可靠性的重要因素。本工作采用扫描电镜研究了时效时间和Sb添加对Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物形貌及生长动力学的影响。结果表明:随着时效时间的延长,Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物... 无铅钎料焊点界面金属间化合物是影响焊点可靠性的重要因素。本工作采用扫描电镜研究了时效时间和Sb添加对Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物形貌及生长动力学的影响。结果表明:随着时效时间的延长,Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物厚度逐渐增加,Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物为γ-Cu_(5)Zn_(8)相。Sb添加会减小长时效后的Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物厚度,其生长系数从0.67μm/h^(1/2)降至0.56μm/h^(1/2)。随着时效时间延长至168 h,焊点界面金属间化合物除了γ-Cu_(5)Zn_(8)相外,还会在靠近Cu基板处形成Cu_(6)Sn_(5)相和靠近钎料侧形成扩散反应层,Sb元素会扩散到焊点界面处Cu_(6)Sn_(5)相中,以固溶体形式存在。 展开更多
关键词 时效时间 Sb添加 Sn-9Zn-3Bi钎料 界面组织 生长系数
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基于CEL方法的6005A铝合金搅拌摩擦焊数值模拟研究 被引量：3
4
作者 李娅娜 解飞飞 张生芳 《精密成形工程》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页
目的研究6005A铝合金搅拌摩擦焊接全过程温度场及焊后残余应力的分布规律。方法基于耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)方法,应用Johnson-Cook本构模型,并采用质量缩放技术,建立搅拌摩擦焊热力耦合仿真模型,模拟分析6005A铝合金搅拌摩擦焊不同阶... 目的研究6005A铝合金搅拌摩擦焊接全过程温度场及焊后残余应力的分布规律。方法基于耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)方法,应用Johnson-Cook本构模型,并采用质量缩放技术,建立搅拌摩擦焊热力耦合仿真模型,模拟分析6005A铝合金搅拌摩擦焊不同阶段的温度场变化和焊后应力分布情况。通过红外热像仪温度场试验、X射线应力场试验和宏观形貌试验,对数值模型进行验证。结果在下压与预热停留阶段,温度快速升高至545℃,且呈对称分布;在焊接阶段,焊缝区域最高温度为546℃,出现在返回侧,返回侧温度略高于前进侧温度,呈不对称分布。焊后残余应力集中在焊缝中心两侧40 mm范围内,垂直于焊缝方向的横向/纵向残余应力分布曲线呈“M”形;残余应力在焊缝两侧呈不对称分布,表现为返回侧残余应力高于前进侧残余应力,其中最大纵向残余应力为−174 MPa,最大横向残余应力为206 MPa,应力最大点均出现在返回侧。待测点实测温度与模拟温度误差不超过5%;待测点实测残余应力与仿真值吻合较好,横/纵向残余应力误差分别为16.3%、16.45%;模拟焊缝与实际焊缝宏观形貌吻合较好。结论在搅拌摩擦焊过程中,材料流动不充分使返回侧温度略高于前进侧温度,而焊接过程中不均匀的热分布导致焊后残余应力也呈返回侧数值略高于前进侧数值的不对称分布;通过将试验和模拟得出的温度场、应力场、宏观形貌进行对比分析,可知试验与仿真误差较小,数值模型能够反映真实的焊接过程,从而验证了6005A铝合金CEL数值模型的正确性。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 6005A铝合金 CEL方法 温度场 残余应力
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镍基高温合金惯性摩擦焊接研究进展
5
作者 马晓鹏 徐雅欣 李文亚 《材料工程》 北大核心 2026年第1期74-89,共16页
镍基高温合金在航空发动机高温涡轮部件上有着重要应用。而惯性摩擦焊因其固相连接属性与高的焊缝质量,在镍基高温合金盘轴连接方面应用广泛。随着新材料与新结构的出现,对惯性摩擦焊提出了更大的挑战。本文主要综述了镍基高温合金惯性... 镍基高温合金在航空发动机高温涡轮部件上有着重要应用。而惯性摩擦焊因其固相连接属性与高的焊缝质量,在镍基高温合金盘轴连接方面应用广泛。随着新材料与新结构的出现,对惯性摩擦焊提出了更大的挑战。本文主要综述了镍基高温合金惯性摩擦焊接头焊缝成形机制、微观组织演变特征、力学性能及工艺过程数值仿真等方面的研究现状,同时,还对镍基高温合金连续驱动摩擦焊接头成形机理进行了对比总结,最后,提出了今后在相关研究中应考虑如何顺利挤出飞边、热处理工艺选择以及热处理后接头耐蚀性变差等关键问题。 展开更多
关键词 镍基高温合金 惯性摩擦焊 连续驱动摩擦焊 飞边形貌 微观组织 力学性能
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2219铝合金火箭贮箱筒体多环焊缝残余应力分析与调控 被引量：2
6
作者 占小红 黄舒文 +4 位作者 王建峰 段宇航 程立宏 卢书林 赵耀邦 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第4期1127-1138,共12页
作为推进系统的一部分,可重复使用火箭贮箱的服役性能会直接影响火箭的回收次数。由于现有的实验方法难以揭示贮箱焊缝复杂的应力关系,因此,针对2219铝合金贮箱多环缝筒体结构,采用有限元分析软件Marc建立模型,进行搅拌摩擦焊应力仿真... 作为推进系统的一部分,可重复使用火箭贮箱的服役性能会直接影响火箭的回收次数。由于现有的实验方法难以揭示贮箱焊缝复杂的应力关系,因此,针对2219铝合金贮箱多环缝筒体结构,采用有限元分析软件Marc建立模型,进行搅拌摩擦焊应力仿真并校核,以研究可重复火箭贮箱多条环焊缝的应力影响关系,并探明最优的焊接顺序,从而提高构件服役性能。结果显示:整体残余应力以纵向残余拉应力为主,受温度梯度与位移约束的影响,焊缝之间的残余应力会进行传递,使得5条环焊缝的应力峰值产生差异,其中横、纵向残余应力峰值最大相差33.9%、23.3%。在不同焊接顺序下,焊后残余应力峰值、分布均不同,初焊焊缝在筒体中部,且约束位置变化幅度大的焊接顺序拥有最好的焊接效果。 展开更多
关键词 2219铝合金 环焊缝 搅拌摩擦焊 有限元仿真 残余应力
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搅拌摩擦沉积增材7075-T6铝合金组织及性能
7
作者 王雨晴 杨新岐 +2 位作者 许乃强 许书铭 纪皓程 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期153-163,共11页
本研究基于压力控制的固相摩擦挤压增材设备,进行了AA7075-T6搅拌摩擦沉积增材(additive friction stir deposition,AFSD)工艺试验,探讨移动速度对沉积层微观组织及力学性能的影响。研究表明:在主轴转速300 r/min与横向移动速度分别为10... 本研究基于压力控制的固相摩擦挤压增材设备,进行了AA7075-T6搅拌摩擦沉积增材(additive friction stir deposition,AFSD)工艺试验,探讨移动速度对沉积层微观组织及力学性能的影响。研究表明:在主轴转速300 r/min与横向移动速度分别为100和150 mm/min的工艺参数下成功获得成形良好及无缺陷的AA7075-T6沉积试样。沉积区为完全致密细小等轴晶组织,其平均晶粒尺寸与原始母材36.33±1.99μm的晶粒组织相比显著细化。由于强烈的热-力耦合摩擦挤压作用使得沉积区再结晶比例超过80%,沉积区硬度及拉伸性能具有不均匀分布特征。随着移动速度从100 mm/min增加到150 mm/min,沉积区顶部硬度从120 HV提高到141 HV,分别达到母材硬度的69.8%和82.1%;对应沿TD方向抗拉强度从416.5 MPa提高到477.5 MPa,平均伸长率从6.25%上升到9.25%;但沉积区底部抗拉强度从397.0 MPa增加到414.0 MPa,平均伸长率从11.5%上升到12.25%。沉积区最高抗拉强度和伸长率分别可达到母材的78.2%和80.6%,沉积试样断裂模式均具有韧断特征。这说明提高移动速度有利于AFSD沉积区强度及塑性的改善。 展开更多
关键词 搅拌摩擦沉积增材 7075-T6铝合金 显微组织 力学性能
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热处理对锆合金扩散焊接头第二相及性能的影响
8
作者 王泽明 陈晨 +4 位作者 王瑞萍 肖宗林 牛士玉 王颖 杨振文 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第10期3418-3429,共12页
本文深入研究了扩散焊后热处理对锆合金扩散焊接头的第二相、耐腐蚀性和力学性能的影响,重点分析了保持温度和冷却速率对接头显微组织中第二相形成和分布的影响。结果表明:焊后热处理显著调控第二相的尺寸及分布,(780℃,1 h)的水冷工艺... 本文深入研究了扩散焊后热处理对锆合金扩散焊接头的第二相、耐腐蚀性和力学性能的影响,重点分析了保持温度和冷却速率对接头显微组织中第二相形成和分布的影响。结果表明:焊后热处理显著调控第二相的尺寸及分布,(780℃,1 h)的水冷工艺促使接头形成连续纳米级第二相;热处理后界面第二相的纳米硬度和杨氏模量均高于基体,淬火处理优化了第二相分布,虽略微降低纳米硬度但提升杨氏模量。此外,热处理后接头在硫酸溶液中耐蚀性增强,这归因于淬火处理减少了粗大第二相颗粒和微裂纹,改善了表面氧化膜致密性。电化学阻抗谱进一步验证了淬火处理对钝化膜的强化作用。 展开更多
关键词 核领域 锆合金 热处理 扩散连接 耐腐蚀性
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工具形貌对微型搅拌摩擦焊塑性金属流动及焊缝力学性能的影响
9
作者 张昌青 谷怀壮 +3 位作者 马东东 王栋 刘恩荣 张鹏省 《电焊机》 2025年第3期40-47,共8页
微型搅拌摩擦焊(Micro Friction Stir Welding,μFSW)焊接过程中,由于搅拌工具尺寸的急剧减小造成产热不足及塑性金属流动差,导致表面成形不良以及内部孔洞、隧道等缺陷,因此搅拌工具的轴肩增加螺线结构来增强塑性金属的流动性被广泛采... 微型搅拌摩擦焊(Micro Friction Stir Welding,μFSW)焊接过程中,由于搅拌工具尺寸的急剧减小造成产热不足及塑性金属流动差,导致表面成形不良以及内部孔洞、隧道等缺陷,因此搅拌工具的轴肩增加螺线结构来增强塑性金属的流动性被广泛采用。轴肩形貌的内凹提供了塑性金属流动空间,而工具与材料接触面积的增加也可提高摩擦产热。鉴于此,设计了轴肩形貌三螺旋线形貌(Ⅰ型)与内凹加三螺旋线(Ⅱ型)的两种搅拌工具,对板厚为0.5 mm的7075-T6铝合金进行超薄板搅拌摩擦焊对比试验,通过对焊接过程中的温度、横向力以及轴向力电信号的采集、焊接接头微观金相组织的观察及力学性能的测试分析,Ⅱ型相比于Ⅰ型工具焊接过程的峰值温度高出6%、塑性金属的流动行为由水平流动转变为内敛向上的空间流动、接头力学性能的抗拉强度提高11%,屈服强度提高2%,断后延伸率提高19.2%。试验表明,轴肩形貌采用内凹加三螺旋线有助于增加焊接过程的产热、促进塑性金属的流动及提高接头的力学性能。 展开更多
关键词 微型搅拌摩擦焊 超薄板 工具形貌 内凹结构 三螺线结构
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基于解析热源与ALE法模拟比较的搅拌摩擦焊固相温度调节机制分析
10
作者 张彪 刘前成 孙宇萱 《焊接学报》 北大核心 2025年第9期115-122,共8页
针对搅拌摩擦焊独立于工艺条件而维持固相温度区间的固有属性,分别采用解析热源模型和机械热力耦合模型不同生热方式模拟搅拌头-铝焊件界面摩擦产热过程,以剖析焊接热物理量及工艺参数对热循环曲线的影响,旨在揭示摩擦焊行为内蕴的固相... 针对搅拌摩擦焊独立于工艺条件而维持固相温度区间的固有属性,分别采用解析热源模型和机械热力耦合模型不同生热方式模拟搅拌头-铝焊件界面摩擦产热过程,以剖析焊接热物理量及工艺参数对热循环曲线的影响,旨在揭示摩擦焊行为内蕴的固相温度调节机制.为此,根据点焊过程等效热载荷建立高斯面-双椭球体复合移动热源、任意的拉格朗日-欧拉自适应网格(arbitrary lagrange euler,ALE)仿真模型,结合焊装热边界条件进行瞬态温度场仿真,并利用热电偶多点实测的温度分布验证场预测的有效性.结果表明,ALE法比解析法的数值模拟精度提高6.3%;主轴转速、轴肩尺寸的参数极限变化所引起的中心峰值温度波动范围为477~589℃,且峰前温升速率不断递减.主要归因于与温度变化高度负相关的合金流变屈服应力,高温软化行为促使材料抗变形能力和界面摩擦系数减小,从而通过负反馈调节作用限制产热率递升. 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 固相温度 热源 工艺影响 负反馈
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电场辅助焊接过程电热耦合场仿真
11
作者 宋奎晶 王静雨 +3 位作者 张铭雨 王婷婷 季雨凯 钟志宏 《焊接》 2025年第1期22-31,39,共11页
【目的】电场辅助也即脉冲电流辅助焊接(简称SPS焊接),是一种集电阻加热、等离子活化、电致扩散、热压为一体的多物理场高度耦合的连接方法,具有焊接时间短、温度低、变形小、连接质量优异等特点,应用潜力巨大。旨在研究焊接材料导电性... 【目的】电场辅助也即脉冲电流辅助焊接(简称SPS焊接),是一种集电阻加热、等离子活化、电致扩散、热压为一体的多物理场高度耦合的连接方法,具有焊接时间短、温度低、变形小、连接质量优异等特点,应用潜力巨大。旨在研究焊接材料导电性、高温性能、接触界面电阻、模具形状、装样顺序等各方面影响因素对焊接产热、电流分布的影响规律。【方法】文中采用MSC.MARC软件,探索SPS焊接电热耦合场有限元模拟算法,定量、动态分析了SPS焊接系统电场、温度场分布及焊件热循环,阐明了SPS焊接工艺机理,将数值预测结果与5A06铝合金SPS焊接工艺曲线进行了对比,验证了模型的准确性和计算精度。同时,研究了材料导电性、焊接装配对焊接系统电场和温度场的影响。【结果】结果表明,电流优先从易导电通道流过,焊件界面接触电阻越大,流经其电流越小,电场和温度场存在耦合作用,主要产热位置变化引起焊件和模具温度不均匀性变化。当焊接材料导电性差异较大时,电场和温度场相对于焊接界面不再呈上下对称分布。【结论】SPS焊接时,应从电场和温度场两个角度选择焊件装配方式。当系统整体电流密度更大,焊接界面温度更高,且高熔点材料温度比低熔点材料温度更高的状态同时达到时,是优先推荐的焊件装配方式。 展开更多
关键词 电场辅助焊接 电热耦合 温度场 数值模拟 工艺机理
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基于SYSWELD的5A06铝合金搅拌摩擦焊模拟研究
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作者 王立跃 张书权 +2 位作者 胥锴 杨化雨 沈旭 《徐州工程学院学报(自然科学版)》 2025年第3期59-65,共7页
基于有限元软件SYSWELD,对5A06铝合金搅拌摩擦焊接的温度场和金属塑性流动进行三维动态数字模拟,得出了瞬态温度场分布图和金属塑性流动行为分布特点.瞬态温度场分布表明,高温均出现在轴肩附近,准稳态时最高温度大约为415℃,低于5A06铝... 基于有限元软件SYSWELD,对5A06铝合金搅拌摩擦焊接的温度场和金属塑性流动进行三维动态数字模拟,得出了瞬态温度场分布图和金属塑性流动行为分布特点.瞬态温度场分布表明,高温均出现在轴肩附近,准稳态时最高温度大约为415℃,低于5A06铝合金550℃的熔点温度,可避免传统熔化焊时所产生的一些缺陷;前进侧的最高温度一般高于后退侧的最高温度,主要原因是前进侧吸收了更多的摩擦热及变形热.温度计算结果与测温试验结果吻合较好.金属塑性流动行为分布表明,焊缝各处材料表现出不同的流动特征,其中与三角扇形搅拌针接触的材料在棱角处流动变化较大,其原因是搅拌针上的三角扇形面可导致焊接时焊缝中出现瞬时空腔的缘故.为探究与揭示FSW焊缝区金属塑性流变机理提供重要参考. 展开更多
关键词 SYSWELD 5A06铝合金 搅拌摩擦焊 模拟
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碳纤维增强复合材料/Q235低碳钢的自冲铆接-电阻点焊复合连接 被引量：2
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作者 石红信 张肖飞 +3 位作者 邱然锋 周志丹 肖笑 里中忍 《材料热处理学报》 北大核心 2025年第5期222-229,共8页
采用自冲铆设备和电阻点焊设备对碳纤维增强复合材料(CFRP)与Q235低碳钢进行了自冲铆接-电阻点焊复合连接,观察和分析了接头主要连接区域的形貌,对接头进行了拉伸测试,并分析了其失效形式。结果表明:接头中的铆钉与工艺垫片、铆钉腿与Q... 采用自冲铆设备和电阻点焊设备对碳纤维增强复合材料(CFRP)与Q235低碳钢进行了自冲铆接-电阻点焊复合连接,观察和分析了接头主要连接区域的形貌,对接头进行了拉伸测试,并分析了其失效形式。结果表明:接头中的铆钉与工艺垫片、铆钉腿与Q235钢之间形成了冶金结合,并且铆钉腿部和工艺垫片对CFRP圆孔孔壁裂口有一定的强化作用;当焊接电流为2.2~5.5 kA时,复合接头的抗剪载荷随着焊接电流的增大而增加;接头的拉伸失效模式分为CFRP材料撕裂和铆钉腿部和Q235之间的钢/钢断裂两种类型。 展开更多
关键词 CFRP Q235低碳钢 自冲铆 电阻点焊 复合连接
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铝/钢过渡接头搅拌摩擦增材制造成形与性能 被引量：1
14
作者 王劲棋 李峻臣 +3 位作者 赵耀邦 谢聿铭 孟祥晨 黄永宪 《焊接学报》 北大核心 2025年第2期18-24,共7页
为了解决铝/钢异种金属连接强度不高,连接方法使用范围受限的问题,提出连续送丝搅拌摩擦增材制备铝/钢过渡接头的方法.以5B06铝合金丝材为增材原料,3 mm厚的316L不锈钢板为基板,采用激光刻蚀辅助的手段,在单层厚度1.0 mm,沉积效率3.0 k... 为了解决铝/钢异种金属连接强度不高,连接方法使用范围受限的问题,提出连续送丝搅拌摩擦增材制备铝/钢过渡接头的方法.以5B06铝合金丝材为增材原料,3 mm厚的316L不锈钢板为基板,采用激光刻蚀辅助的手段,在单层厚度1.0 mm,沉积效率3.0 kg/h的参数下制备了成形与性能良好的铝/钢过渡接头.结果表明,获得的增材层表面成形良好,丝材在热—机耦合作用下热塑化,并填充激光刻蚀槽.铝/钢过渡界面未观察到缺陷,并在界面处发现厚度约为1.8μm的金属间化合物层,实现了机械—冶金复合连接.界面的抗剪强度达到110.0 MPa±4.7 MPa,相对于未表面处理的接头强度提升了18%.钢侧断口均匀黏附铝合金,并观测到Fe_(2)Al_(5)和Fe_(4)Al_(13)金属间化合物.接头为韧—脆混合型断裂模式,说明铝/钢过渡界面在机械互锁和冶金连接共同作用下实现了可靠连接.该研究为铝/钢过渡接头的制备提供了新的解决思路. 展开更多
关键词 铝/钢过渡接头 搅拌摩擦增材制造 连续送丝 微观组织 力学性能
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基于机器视觉的运载火箭舱体铆接质量在线检测方法 被引量：3
15
作者 袁桢棣 徐兴中 +1 位作者 盛王鼎 成群林 《上海航天(中英文)》 2025年第1期141-148,共8页
针对运载火箭舱体自动铆接质量依靠人工目视、卡尺测量等检验方法存在检验效率低、工作强度大、错检漏检率高的突出问题,本文提出基于机器视觉系统的铆接质量在线检测方法,在舱体进行自动钻铆加工的同时实现对铆接质量的高效高质量检测... 针对运载火箭舱体自动铆接质量依靠人工目视、卡尺测量等检验方法存在检验效率低、工作强度大、错检漏检率高的突出问题,本文提出基于机器视觉系统的铆接质量在线检测方法,在舱体进行自动钻铆加工的同时实现对铆接质量的高效高质量检测。建立了铆钉数字图像到物理空间映射关系,通过基于透视变换的角度矫正算法获得高质量的铆钉镦头图像,利用镦头边缘及表面图像获得镦头关键尺寸与表面缺陷信息,实现铆接质量判定。工艺试验结果表明:该方法的平均检测速度达0.92 s/钉,可与铆接过程同步完成,大幅提升了铆接质量的检测质量和检测效率,对不合格铆钉的检出率为100%,检测准确率为99.8%,显著降低了错检漏检率。 展开更多
关键词 铆接质量 机器视觉 系统标定 缺陷判别 在线检测
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6061铝合金搅拌摩擦增材制造显微组织演变及力学性能 被引量：1
16
作者 杨帆 裴世超 +3 位作者 罗新蕊 陈宇翔 李宁宇 常永勤 《金属学报》 北大核心 2025年第8期1129-1140,共12页
搅拌摩擦增材制造(friction stir additive manufacturing,FSAM)是一种先进的固相成形技术,目前研究主要集中在对铝合金、镁合金等的FSAM成形工艺进行参数优化以减少缺陷,从而替代传统有热源的成形方式,但对于成形过程中材料的微观组织... 搅拌摩擦增材制造(friction stir additive manufacturing,FSAM)是一种先进的固相成形技术,目前研究主要集中在对铝合金、镁合金等的FSAM成形工艺进行参数优化以减少缺陷,从而替代传统有热源的成形方式,但对于成形过程中材料的微观组织演变研究相对较少。本工作以2 mm厚的6061铝板为基材,采用FSAM技术在垂直方向成功实现了多层无孔洞缺陷材料的构建。通过微观表征及性能测试研究了成形件沿构建方向的组织演变和力学性能变化规律。结果表明,成形区发生了动态再结晶,获得了细小的等轴晶粒,界面过渡区经历搅拌头的二次搅拌作用后晶粒进一步细化。成形区整体抗拉强度为母材强度的47.7%~55.2%,延伸率提高到母材的144.6%~148.8%,上、下板重叠界面由于经历多次热循环,力学性能较差。球状的α-Al(MnCrFe)Si在基体中起强化作用,FSAM过程中强化相的大量溶解是成形试样力学性能大幅下降的主要原因。经过520℃固溶1 h和165℃时效18 h热处理后,成形试样的力学性能显著提高,硬度略高于母材,抗拉强度恢复到母材的87.2%~91.9%。 展开更多
关键词 搅拌摩擦增材制造 Al-Si-Mg-Cu 合金 焊后热处理 钩状缺陷 晶粒异常长大
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高韧性铝硅镀层热成形钢电阻点焊性能研究 被引量：1
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作者 李峥先 程菲 +2 位作者 陈仪霖 杨达朋 易红亮 《汽车工程》 北大核心 2025年第2期367-375,共9页
镀层厚度在8~18μm的铝硅镀层热成形钢具有更高的韧性,已在汽车行业引起广泛关注。然而,对于减薄镀层后的铝硅镀层热成形钢的电阻点焊性能评价却较少。本文对比了强度级别分别为1 000、1 500和2 000 MPa的薄铝硅镀层热成形钢的焊接性能... 镀层厚度在8~18μm的铝硅镀层热成形钢具有更高的韧性,已在汽车行业引起广泛关注。然而,对于减薄镀层后的铝硅镀层热成形钢的电阻点焊性能评价却较少。本文对比了强度级别分别为1 000、1 500和2 000 MPa的薄铝硅镀层热成形钢的焊接性能。研究发现,3种材料的可焊性电流范围及焊点的力学性能均能够满足生产需求。进一步分析发现,焊点力学性能和熔核区马氏体的强度和韧性有关。随着3种材料强度提高,熔核区马氏体的强度(硬度)增加,韧性降低,拉剪极限载荷随焊点强度提升而增大,而十字拉伸极限载荷随着焊点韧性降低而减小。 展开更多
关键词 Al-Si镀层 热成形钢 电阻点焊 可焊窗口 组织和性能
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2195-T8铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织演变与激光冲击强化
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作者 沈可心 张思聪 +3 位作者 赵玥 李权 万占东 吴爱萍 《焊接学报》 北大核心 2025年第5期19-25,共7页
为了研究2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能特点并试图加以改善,采用不同参数焊接了6.5 mm厚的2195-T8铝锂合金试板,使用OM,EBSD和TEM等手段观察并分析了搅拌摩擦焊接头各区域的组织变化,通过显微硬度分析、拉伸试验和数字图像相... 为了研究2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能特点并试图加以改善,采用不同参数焊接了6.5 mm厚的2195-T8铝锂合金试板,使用OM,EBSD和TEM等手段观察并分析了搅拌摩擦焊接头各区域的组织变化,通过显微硬度分析、拉伸试验和数字图像相关技术(digital image correlation,DIC)等方法测试并讨论了接头的性能特点.结果表明,2195-T8铝锂合金的搅拌摩擦焊在试验参数范围内能稳定获得成形良好的接头,强度系数达到70%、断后伸长率达到7%;搅拌摩擦焊接头内各区域发生了强化相的损失,焊核区的T_(1)相和θ'相完全溶解,形成β'/δ'相;焊核区和轴肩影响区在拉伸试验中发生应变集中;对焊缝进行双面激光冲击强化(laser shock peening,LSP)处理后,接头屈服强度提升51 MPa,且断裂路径从焊核区变为热力影响区外侧,改变后断裂位置对应于硬度测试中的最低硬度区域. 展开更多
关键词 铝锂合金 搅拌摩擦焊 微观组织 力学性能 激光冲击强化
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采用AlSiMgCu钎料液相辅助扩散连接6063铝合金接头组织与力学性能分析
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作者 胡若琪 张俊杰 +3 位作者 王颖 张冬雪 木瑞洁 杨振文 《焊接学报》 北大核心 2025年第6期11-19,共9页
多层微通道铝合金散热结构凭借高效的散热能力被广泛应用于电力电子领域,而实现其高质量连接是工程应用的前提.文中采用AlSiMgCu对6063铝合金进行了液相辅助扩散连接,探究了连接压力、保温时间和温度对接头界面组织和力学性能的影响.结... 多层微通道铝合金散热结构凭借高效的散热能力被广泛应用于电力电子领域,而实现其高质量连接是工程应用的前提.文中采用AlSiMgCu对6063铝合金进行了液相辅助扩散连接,探究了连接压力、保温时间和温度对接头界面组织和力学性能的影响.结果表明,该方法通过施加最小0.5 MPa压力挤出液态钎料的途径,不但消除了钎焊接头的组织不均匀性,而且降低了扩散连接对母材表面质量和工艺参数的严格要求,具有尺寸精度高、工艺参数适应性强的优点.在0.5~2 MPa压力、530℃~550℃温度、1~4 h时间参数范围内接头界面组织相似,其典型界面组织为铝合金基体及少量填充与表面粗糙度同等尺度微观间隙的液态钎料凝固组织,且抗拉强度几乎不变,在550℃/1 h/2 MPa参数下接头与母材等强,抗拉强度为107 MPa,变形率仅为0.10%. 展开更多
关键词 铝合金 钎焊 扩散焊 界面组织 力学性能
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铝/钢异种金属超声振动辅助搅拌摩擦搭接焊接头微观组织与力学性能
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作者 兰青 王文 +4 位作者 乔柯 张婷 马乾芝 郝政扬 王快社 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第3期254-260,共7页
采用搅拌摩擦搭接焊(FSLW)及超声振动辅助FSLW(UAFSLW)分别对6061铝合金和QP1180钢进行焊接,研究了超声振动对铝/钢异种金属FSLW接头组织性能的作用规律。结果表明,与FSLW接头相比,UAFSLW接头宏观缺陷降低;铝侧搅拌区(SZ)晶粒尺寸减小19... 采用搅拌摩擦搭接焊(FSLW)及超声振动辅助FSLW(UAFSLW)分别对6061铝合金和QP1180钢进行焊接,研究了超声振动对铝/钢异种金属FSLW接头组织性能的作用规律。结果表明,与FSLW接头相比,UAFSLW接头宏观缺陷降低;铝侧搅拌区(SZ)晶粒尺寸减小19.8%,显微硬度由73.3 HV提高到81.4 HV;钢侧SZ的晶粒尺寸无明显变化。与FSLW接头相比,UAFSLW接头金属间化合物(IMCs)平均层厚由1.2μm减小到0.6μm,接头单位平均失效载荷由335 N·mm^(-1)提高到371 N·mm^(-1),断裂位置由界面转移到铝侧。 展开更多
关键词 超声振动 搅拌摩擦搭接焊 6061铝合金 QP1180钢 金属间化合物
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