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《重庆理工大学》 2014年
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2219铝合金FSW/VPPAW交叉焊缝组织性能和气孔缺陷研究

黄木春  
【摘要】:为了适应我国运载火箭贮箱生产技术发展,将2219铝合金替代LD10铝合金作为贮箱筒体的主要结构材料,并采用搅拌摩擦焊和变极性等离子焊分别焊接筒体的纵缝和环缝。但是,在实际生产和相关研究当中发现,这二者工艺的交叉焊缝会存在气孔缺陷,影响了接头性能。因此,本文对2219铝合金的搅拌摩擦焊和变极性等离子交叉焊接接头进行进一步研究,分析了交叉焊缝的微观组织,观察交叉焊缝当中的气孔分布、密度,确定气孔类型;分析了交叉焊缝中气孔的形成原因,并研究了不同焊接参数对交叉焊缝气孔数量以及力学性能的影响。 2219铝合金交叉焊缝截面的微观组织较单纯的VPPA焊缝有了不同变化,尤其是在其热影响区位置。交叉焊缝和VPPA焊缝中心组织为等轴树枝晶和等轴非树枝晶交替组织,基本上由α(Al)基体、(α-Al+Al2Cu)型共晶组织和晶体内析出的θ(Al2Cu)等强化相组成。但是,交叉焊缝组织中条状共晶相的数量比单纯VPPA焊缝中的多,且尺寸较大,这会使接头的力学性能降低。 交叉焊缝气孔主要存在于熔合线附近。从气孔壁的SEM扫描图片上可以看到,其表面洁净、光滑、无氧化痕迹,据相关资料分析可以断定交叉焊缝气孔类型为氢气孔。而熔合线处的氢气孔的氢源是来自于材料当中,因此可以推断搅拌摩擦焊焊缝内氧化膜是形成交叉焊缝气孔的主要原因。 在研究搅拌摩擦焊焊前留置时间、搅拌摩擦焊的热输入量和变极性等离子焊线能量输入对交叉焊缝的影响时发现:(1)未除氧化膜下进行搅拌摩擦焊后的交叉焊缝中气孔程度严重;(2)随着搅拌摩擦焊热输入量的提高,交叉焊缝的气孔缺陷程度降低、力学性能提高。这是由于,搅拌摩擦焊是一个塑性金属不断填充瞬时空腔的过程。在热输入量较低的焊接过程中,瞬时空腔与空气接触时间越长,瞬时空腔内高温金属氧化程度越大,吸收空气中的水分也越多。这就为变极性等离子交叉焊接时提供了更多氢源,导致接头内的气孔程度越严重;(3)交叉焊缝的气孔缺陷程度随变极性等离子焊焊速的增加而增加。这是由于焊接速度影响焊缝金属的结晶速度,结晶速度越快,气泡排出的时间越短。
【学位授予单位】:重庆理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TG441.7;TG457.14

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘志华,赵兵,赵青;21世纪航天工业铝合金焊接工艺技术展望[J];导弹与航天运载技术;2002年05期
2 张宏光;魏铀泉;;铝合金变极性TIG/PAW焊接技术及其应用[J];电焊机;2006年02期
3 陈国余;常红坡;陈春阳;刘松;张光新;;铝及铝合金的变极性等离子焊接设备与工艺[J];电焊机;2006年02期
4 韩永全;陈树君;殷树言;白立来;;铝合金变极性等离子弧电特性[J];电焊机;2006年02期
5 董春林;栾国红;关桥;;搅拌摩擦焊在航空航天工业的应用发展现状与前景[J];焊接;2008年11期
6 赵勇;付娟;严铿;蒋成禹;陈华斌;;铝合金表面状态对搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2008年01期
7 汪建华,姚舜,魏良武,戚新海;搅拌摩擦焊接的传热和力学计算模型[J];焊接学报;2000年04期
8 于尔靖,郝传勇,应慧筠,施成根,李敢红;铝锂合金焊缝凝固组织特征[J];焊接学报;1996年01期
9 姚君山;蔡益飞;李程刚;;运载火箭箭体结构制造技术发展与应用[J];航空制造技术;2007年10期
10 姚君山;徐萌;贾洪德;郭立杰;柴鹏;栾国红;;推进剂贮箱先进焊接工艺研究进展[J];航空制造技术;2008年08期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹朝霞,刘书华,王德庆,高平;铝合金的搅拌摩擦焊工艺研究[J];兵器材料科学与工程;2002年06期
2 张平,王卫欣,赵军军;7A52铝合金搅拌摩擦焊接头特征分析[J];兵器材料科学与工程;2004年06期
3 王生,李周,尹志民,周古昕,成建国;钪锆微合金化焊丝焊接头的组织与性能[J];兵器材料科学与工程;2005年03期
4 张昭;张洪武;;搅拌摩擦焊接中材料变形及残余应力分析[J];兵器材料科学与工程;2006年03期
5 李宝华;唐众民;鄢江武;陈莹;;单位线能量对搅拌摩擦焊接头形貌的影响[J];兵器材料科学与工程;2010年04期
6 朱胜;王启伟;陈琳;王晓明;;磁场作用下铝合金MIG焊精确成形工艺研究[J];兵工学报;2010年11期
7 杜岩峰;田志杰;王一;张彦华;;2219铝合金搅拌摩擦焊接头裂纹尖端张开位移(CTOD)试验研究[J];北京工业大学学报;2011年09期
8 刘存龙;吕耀辉;向永华;夏丹;徐滨士;;变极性等离子弧铝合金熔覆层组织和性能[J];中国表面工程;2009年02期
9 姜澜,魏绪钧,姚广春,王德全;铝合金搅拌摩擦焊研究现状及应用[J];材料导报;2003年06期
10 韩永全;郭龙;陈树君;杜茂华;吴永军;;变极性等离子弧穿孔熔池受力及焊缝成形稳定性[J];材料工程;2011年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈树君;李宝田;于洋;;搅拌摩擦焊与等离子弧焊交叉焊缝气孔产生抑制措施初探[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
2 姚君山;张春杰;魏薇;;搅拌摩擦焊接头隧道类缺陷等强补焊工艺研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
3 贾洪德;张春杰;黄征;;推进剂贮箱薄壁箱底搅拌摩擦焊接[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
4 刘亚丽;张昭;陈金涛;张洪武;;搅拌摩擦焊接数值模拟的网格敏感性分析[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
5 王元良;周友龙;胡久富;;铝合金载运工具轻量化及其焊接新技术的发展[A];中西南十省区(市)焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年
6 柴鹏;张小剑;简波;栾国红;;飞机铝合金挤压型材结构的FSW焊接[A];第十一次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2005年
7 王希靖;;搅拌摩擦焊接技术在铝合金加工中的应用研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
8 王敏;;压力焊专委会 专业综述[A];第十次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2001年
9 汪建华;;焊接力学数值模拟的发展及其工程应用[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
10 陈树君;李宝田;蒋凡;卢振洋;于洋;;等离子弧焊与搅拌摩擦焊铝合金交叉焊缝接头缺陷分析[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张忠科;搅拌摩擦焊接过程的多场检测及耦合关键问题研究[D];兰州理工大学;2010年
2 鄢东洋;铝合金薄壁结构搅拌摩擦焊热—力学过程的研究及模拟[D];清华大学;2010年
3 黄勇;铝合金活性TIG焊接法及其熔深增加机理的研究[D];兰州理工大学;2007年
4 吴庆生;高强铝合金电子束焊接焊缝成形质量研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 贾传宝;受控脉冲穿孔等离子弧焊接控制系统的研究[D];山东大学;2009年
6 王军;钨极—熔化极间接电弧焊电弧行为及其特点研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 闫思博;高频耦合电弧热源特性及工艺性研究[D];北京工业大学;2012年
8 孙俊华;受控脉冲穿孔PAW焊接熔池与小孔瞬时演变行为的数值分析[D];山东大学;2012年
9 张俊苗;航天器贮箱铝合金焊接接头强度特性研究[D];南京航空航天大学;2013年
10 李金全;2219铝合金差速搅拌摩擦焊接特征及接头组织性能研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孔祥玉;铝、镁合金双脉冲MIG焊接研究[D];大连理工大学;2011年
2 温俊霞;旁路耦合电弧焊焊接参数对母材热输入及焊缝的影响[D];兰州理工大学;2011年
3 谢虎;铜铬合金热处理工艺优化和搅拌摩擦焊焊接接头的组织与性能研究[D];中南大学;2011年
4 李剑;铝合金薄板超声搅拌焊接装备与工艺研究[D];中南大学;2011年
5 贺暑俊;2524薄板搅拌摩擦焊工艺研究[D];中南大学;2011年
6 钟磊;基于VOF算法模拟EBW匙孔移动过程的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 纪艳卿;焊丝用5356铝合金制备工艺的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 任金欣;铝合金航天构件机器人TIG焊自适应控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 王帅;铝合金超声-TIG焊接工艺及超声作用效果研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 刘铖丹;铝合金EBW非穿透型匙孔的数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘志华,赵兵,赵青;21世纪航天工业铝合金焊接工艺技术展望[J];导弹与航天运载技术;2002年05期
2 张宏光;魏铀泉;;铝合金变极性TIG/PAW焊接技术及其应用[J];电焊机;2006年02期
3 季亚娟,蒋成禹,严铿;铝合金搅拌摩擦焊工艺及性能的研究[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2004年01期
4 王元良,周有龙,胡久富;双丝单弧预热填丝焊研究[J];焊管;2001年04期
5 张华,林三宝,吴林,冯吉才,栾国红;搅拌摩擦焊研究进展及前景展望[J];焊接学报;2003年03期
6 栾国红 ,郭德伦 ,张田仓 ,韦依;搅拌摩擦焊在飞机制造工业中的应用[J];航空制造技术;2002年11期
7 栾国红 ,郭德伦 ,张田仓 ,李辉;革命性的宇航结构件焊接新技术——搅拌摩擦焊[J];航空制造技术;2002年12期
8 刘春飞;新一代运载火箭箱体材料的选择[J];航空制造技术;2003年02期
9 栾国红;;搅拌摩擦焊助力中国航天[J];航空制造技术;2006年05期
10 姚君山;蔡益飞;李程刚;;运载火箭箭体结构制造技术发展与应用[J];航空制造技术;2007年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 袁鹤然;2219铝合金搅拌摩擦与变极性等离子交叉焊缝的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
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中国期刊全文数据库 前10条
1 王超;尚嘉丽;齐亚平;;联体缸盖气孔缺陷的防止[J];中国铸造装备与技术;2012年06期
2 冯晓冉;刘晓红;;大型挖泥泵叶轮消除气孔缺陷研究[J];中国铸造装备与技术;2013年03期
3 杨宝珠,薛征兵,陈红飞;汽车后钢板弹簧座铸造气孔缺陷分析及对策[J];陕西汽车;2001年04期
4 朱振朝;李建;董飞;陈华伟;周书东;刘巨超;;制动盘气孔缺陷的形成及防止措施[J];铸造技术;2012年04期
5 刘云平;张海军;;半齿圈渣气孔缺陷的影响因素及解决措施[J];有色矿冶;2012年04期
6 邢继伦;李善付;孙晓刚;;4L22B缸盖气孔缺陷的防止[J];中国铸造装备与技术;2012年06期
7 赵洪仁;边庆月;王成刚;;2K缸体顶面气孔缺陷的解决措施[J];金属加工(热加工);2013年05期
8 刘庆义;王洪君;臧加伦;;226B气缸盖气孔缺陷探讨[J];中国铸造装备与技术;2013年03期
9 孙立伟;王小娜;;B系列曲轴箱气孔缺陷成因分析及对策[J];装备制造技术;2013年07期
10 庄绍曾;如何防止铸钢件气孔缺陷?[J];铸工;1972年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄政;;解决微车缸体气孔缺陷的工艺措施[A];重庆市机械工程学会铸造分会、重庆铸造行业协会2010重庆市铸造年会论文集[C];2010年
2 杨建林;;浅谈铸件砂眼气孔缺陷及预防措施[A];2011重庆市铸造年会论文集[C];2011年
3 安居焕;;钩舌气孔缺陷分析及改进措施[A];2012(第22届)重庆市铸造年会论文集[C];2012年
4 朱泰桦;李海群;罗成坤;;改进铸造工艺,减少曲轴箱气孔缺陷[A];2009中国铸造活动周论文集[C];2009年
5 陈振国;;液压件铸件气孔缺陷产生的原因分析及解决对策[A];第八届21省(市、自治区)4市铸造学术年会论文集[C];2006年
6 李春荣;;树脂砂生产铸铁件气孔缺陷的产生与防治措施[A];首届中国大型铸锻件制造技术发展论坛论文集[C];2006年
7 樊坚兴;;减少阀体类铸件的气孔缺陷[A];2010年中国铸造活动周论文集[C];2010年
8 黄政;;465Q汽车发动机缸体气孔缺陷的解决[A];2008中国铸造活动周论文集[C];2008年
9 路利鹏;;焊接气孔形成及纠正措施[A];2012年全国地方机械工程学会学术年会论文集(河南分册)[C];2012年
10 路利鹏;;焊接气孔形成及纠正措施[A];2011年河南省先进制造技术学术年会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 吴小福;微晶玻璃陶瓷复合板烧成气孔早期实时控制工艺[N];广东建设报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨志斌;铝合金机身壁板结构双侧激光焊接特征及熔池行为研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 徐鹏翱;铝合金轧制气孔、疏松缺陷的有限元模拟及控制[D];哈尔滨理工大学;2012年
2 袁肇飞;基于特殊结构光的BGA焊点气孔缺陷检测[D];上海交通大学;2008年
3 黄木春;2219铝合金FSW/VPPAW交叉焊缝组织性能和气孔缺陷研究[D];重庆理工大学;2014年
4 夏立平;4100QB柴油机机体气孔缺陷的分析与防治[D];昆明理工大学;2007年
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