收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

铜合金搅拌摩擦焊搅拌头优化及失效研究

张洪伟  
【摘要】: 搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding)是一种新型的连续的固相连接技术,其一经出现,就在焊接领域引起极大轰动,被认为是自激光焊接问世以来最引人注目和最具潜力的连接技术。由于搅拌摩擦焊自身独特的优势,吸引越来越多的科研机构进入到这一领域的研究工作中,使搅拌摩擦焊技术得到飞速发展。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他材料的焊接如铜、钛、镁和不锈钢等方面发展。 本课题针对铜合金搅拌摩擦焊搅拌头进行试验研究,得到合理优化的搅拌头并对搅拌头失效进行初步分析。 选用T10、9CrWMn、4Cr5MoSiV、GH4169以及GH864五种搅拌头材料,制作形状尺寸不同的搅拌头进行搅拌摩擦焊接试验,得到优化的搅拌头材料为GH4169和GH864,这两种材料能基本满足5mm厚H62铜合金搅拌摩擦焊的要求。搅拌头形状选用平台型和凹面型轴肩配合圆柱形和圆台形搅拌针,当轴肩直径与搅拌针直径比约为3:1时能得到理想焊缝,搅拌头的性能表现也最好。 设计不同形状尺寸的搅拌头进行试验,使用自制测力平台以及红外传感测温装置对焊接过程中的搅拌头进行受力及温度测量,得到数据用以辅助搅拌头形状尺寸的优化设计,同时比较分析不同搅拌头焊后焊缝表面与内部成形质量、接头金相组织及力学性能得到最优化的搅拌头形状尺寸参数。对优化的搅拌头进行使用寿命试验,在转速630rpm,焊速为70mm/min参数下,最优化搅拌头能达到1530mm的总焊接长度。 对焊接过程中搅拌头的失效进行检测,发现在下压过程中,搅拌针在断裂之前,主要出现“镦粗”变形失效;行进过程中搅拌头发生磨损以及断裂失效,而搅拌头的磨损又可分为粘结磨损与脆性剥落、氧化磨损、扩散磨损、磨粒磨损等。 利用有限元软件DEFORM-3D初步模拟了H62铜合金搅拌摩擦焊接过程中搅拌头温度场的分布,与试验测量数据进行比较,基本吻合。 针对基于磨损失效角度研制的铜及铜合金搅拌摩擦焊有利于改善和提高搅拌摩擦焊接接头的质量和工作效率,为后续的搅拌摩擦焊工艺的实现提供支持。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李旭庆;;深层搅拌桩搅拌头结构和动力特性对桩体搅拌均匀性的影响[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2009年09期
2 李凡国;刘守法;;5083铝合金搅拌焊接头力学性能研究[J];兵器材料科学与工程;2011年04期
3 尹志红;凌魁;;搅拌摩擦焊工艺及其应用[J];职业;2007年24期
4 陈书翔;叶结和;;不锈钢搅拌摩擦焊搅拌头温度场模拟[J];电焊机;2008年07期
5 ;搅拌摩擦焊工艺参数[J];现代焊接;2006年09期
6 王大勇,冯吉才,张伟,陈国庆;铝锂合金搅拌摩擦焊接热循环[J];稀有金属;2004年01期
7 栾国红,North T H,郭德伦,张田仓;铝合金搅拌摩擦焊接头行为分析[J];焊接学报;2002年06期
8 柯黎明,刘鸽平,邢丽,夏春;铝合金LF6与工业纯铜T1的搅拌摩擦焊工艺[J];中国有色金属学报;2004年09期
9 王刚;曲文卿;赵海云;宋民远;董春林;李光;栾国红;;搅拌摩擦焊材料塑性流动研究现状[J];航空制造技术;2011年08期
10 罗贤道;李文亚;余敏;陈亮;李京龙;;搅拌头及工艺参数对厚板7050铝合金搅拌摩擦焊成形的影响[J];电焊机;2011年05期
11 邢丽,柯黎明,周细应,刘鸽平;LF6铝合金薄板的搅拌摩擦焊焊缝成型及性能[J];南昌航空工业学院学报;2001年02期
12 邢丽,柯黎明,周细应,刘鸽平;防锈铝LF6的固态塑性连接工艺[J];中国有色金属学报;2002年06期
13 章旭海,乔健;粉喷桩加固软土地基施工质量控制[J];西部探矿工程;2003年04期
14 张贵锋;郭咏华;徐明志;张建勋;;高效搅拌摩擦钎焊制备铝/钢双金属复合板的可行性研究[J];西安交通大学学报;2010年12期
15 ;搅拌摩擦焊匙孔去除技术[J];现代焊接;2006年10期
16 ;现代焊接技师培训(三十六)[J];现代焊接;2009年07期
17 吴明阳,孟兆新;基于遗传算法的搅拌摩擦焊的搅拌头优化研究[J];机械工程师;2005年02期
18 李鲲鹏,郭伦春,万发荣,龙毅;2A12铝合金搅拌摩擦焊接过程中接头组织与焊接工艺的关系[J];轻合金加工技术;2005年01期
19 ;6FG—500型淀粉处理机[J];农业装备技术;2003年02期
20 王善林,柯黎明,邢丽;搅拌头形状对焊缝塑化金属流动行为的影响[J];南昌航空工业学院学报(自然科学版);2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 雷党刚;;搅拌摩擦焊接铸铝359+20%SiC金属基复合材料时的搅拌头磨损和自优化[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
2 李鲲鹏;郭伦春;万发荣;龙毅;;搅拌摩擦焊接过程中的组织结构与焊接工艺的关系[A];第六届21世纪中国焊接技术研讨会暨第四届计算机在焊接中的应用交流会论文专刊[C];2004年
3 柯黎明;潘际銮;王善林;邢丽;;搅拌头形状对焊缝塑化金属流动行为的影响[A];第十一次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2005年
4 罗贤道;李文亚;余敏;陈亮;李京龙;;搅拌头及工艺参数对厚板7050铝合金搅拌摩擦焊成形的影响[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年
5 王大勇;冯吉才;张伟;陈国庆;;铝锂合金搅拌摩擦焊接热循环[A];第九届材料科学与合金加工学术会议专刊论文集[C];2004年
6 张田仓;郭德伦;陈沁刚;栾国红;;搅拌摩擦焊技术研究[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
7 胡礼本;;塑料搅拌摩擦焊的力学行为[A];陕西省焊接学术会议论文集[C];2006年
8 孙桂苹;董春林;李光;栾国红;;高强铝合金搅拌摩擦焊点焊研究[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年
9 邓品团;王雪冬;童祥辉;;KR深脱硫技术的研究与应用[A];2008年全国炼钢——连铸生产技术会议文集[C];2008年
10 杨舜;白钢;刘小文;鄢君辉;;AZ31B镁合金搅拌摩擦焊初探[A];陕西省焊接学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹玉环;镁铝合金搅拌摩擦点焊研究[D];天津大学;2010年
2 高增;铝合金搅拌摩擦点焊过程及其动态再结晶数值模拟[D];河南理工大学;2012年
3 张昭;搅拌摩擦焊接过程中材料行为及力学响应的数值模拟[D];大连理工大学;2006年
4 周鹏展;高强铝合金厚板搅拌摩擦焊研究[D];中南大学;2006年
5 李兵;6063铝合金薄板搅拌摩擦焊接工艺及机理的研究[D];东北大学;2009年
6 聂存珠;B_4C颗粒增强Al基复合材料的制备及焊接性研究[D];上海交通大学;2008年
7 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
8 陈影;铝合金5083/镁合金AZ31异种金属搅拌摩擦搭接焊及连接机理研究[D];大连交通大学;2012年
9 汪洪峰;7022铝合金搅拌摩擦连接工艺及后续铣削变形研究[D];南京航空航天大学;2011年
10 金玉花;高强铝合金搅拌摩擦焊接头组织及薄弱区研究[D];兰州理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周鑫;铝合金表面涂层搅拌摩擦加工后的组织及性能[D];湖北工业大学;2012年
2 万震宇;搅拌摩擦焊接数值模拟及搅拌头受力分析[D];大连理工大学;2012年
3 施志强;填充式搅拌摩擦点焊装置及工艺研究[D];江苏科技大学;2013年
4 熊鸿康;5052铝合金双面搅拌摩擦点焊接头组织与性能的研究[D];湖北工业大学;2013年
5 孙世烜;双面搅拌摩擦点焊设备及点焊工艺实验研究[D];湖北工业大学;2011年
6 张洪伟;铜合金搅拌摩擦焊搅拌头优化及失效研究[D];兰州理工大学;2009年
7 方圆;无匙孔搅拌摩擦点焊工艺及接头性能研究[D];江苏科技大学;2010年
8 姚磊;铜钛异种金属搅拌摩擦搭焊工艺及接头组织与性能[D];南京航空航天大学;2013年
9 贾洪德;2219铝合金FSW搅拌头优化设计及缺陷研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 曾友亮;半固态搅拌钎焊铝基复合材料流体仿真模拟的研究[D];重庆理工大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 乔晓辉 宁玉宏;宣钢炼钢厂KR脱硫搅拌头使用寿命攻关见成效[N];世界金属导报;2011年
2 顾国良 顾玉兔 杭国龙;浅谈复合土钉支护的施工工艺[N];中华建筑报;2006年
3 梅开 侯小川;交响[N];中国航天报;2007年
4 侯小川;唐众民 焊接领域破解难题[N];中国航天报;2007年
5 胡林;我国工程机械与国外产品的差距[N];中国建设报;2004年
6 栾国红 南利辉;搅拌摩擦焊:促进飞机制造技术发展[N];中国航空报;2004年
7 孙欣荣;焊接工艺的“红色拐点”[N];中国航天报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978