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1、娜未题剔易铝合金搅拌摩擦焊焊接过程缺陷分析‘口王磊口谢里阳口李兵东北大学机械工程与自动化学院沈阳,,也会引入新,摘要搅拌摩擦焊虽然能够避免熔焊过程中产生的缺陷但若工艺参数选择不当的缺陷包括随道、、飞边、、、、。,型孔洞和沟槽线与界线吻接摩擦面背部等缺陷在大量试验的基础上总结了国内外搅拌摩擦焊焊接过程中出现过的缺陷种类,分析,了避免缺陷产生的方法,。了缺陷产生的原因及其危害提出对生产实践具有一定指导作用但是。关于搅拌摩擦焊焊接过程中缺陷的形成机理还有待更深入的研究关键词搅拌摩擦焊缺陷隧道线吻接一一一中图分类号抖文献标识码文章编
2、号。哪,,伍山山」叩,击嗯,’用,,罗鳍,日脚,,,嗯血沈脚血比,日,叨田月目如山沮己耐山廿亩】石乡目翻创山。避免缺陷的出现作详细分析,概述隧道型缺陷搅拌摩擦焊是由英国焊接研究所从几于年隧道型缺陷是比较典型而且危害最大的一种缺,,,,发明的一种新型固相焊接技术川可以焊接传统熔焊陷这种缺陷通常位于接头前进侧的中下部如图难,焊接完成后从匙孔处可看到这种缺陷,它贯穿整个焊以焊接的金属尤其在铝合金焊接方面取得了巨大,。,图为射线透射。的成功几乎可以焊接所有系列的铝合金随着搅拌摩接过程照擦焊技术的快速推广,目前理论研究进展已远远落后于
3、实际应用进程,大部分研究都是关于焊接工艺参数的优化和接头组织性能,而对于焊接过程中产生的缺陷还缺乏系统全面的认识,这为该技术的进一步发展。埋下了隐患虽然搅拌摩擦焊能够避免熔焊中产生的裂纹、气孔等缺陷,但是如果焊接参数选择不当,也会引人新的,、、。,。缺陷例如隧道型线吻接等本文在大量试验的基关于这种缺陷的产生原因主要有以下几种说法础上,总结了目前为止搅拌摩擦焊焊接过程中出现过试验发现,产生隧道型缺陷的一个原因是工艺,了缺陷产生的原因及其危害,。当焊接旋转速度过小或者焊接速的缺陷种类分析并提出参数选择不当度过了如何避免出现缺陷的
4、方法,对搅拌摩擦焊的实际应大时会在焊缝中产生这类缺陷,因焊接旋转速度减小。用具有一定指导作用和焊接速度增大都会直接导致焊接时焊缝中热输人不足,从而使得塑性状态的金属体积减少,搅拌摩擦头不缺陷分析,断将塑性金属从前进侧转移到后退侧由于塑性金属搅拌摩擦焊接过程中产生的缺陷主要有以下几的流动性变差,以致前进侧金属未能被来自后退侧的、、、、、种隧道型孔洞和沟槽飞边线与界线吻接摩擦塑性金属及时填充,而导致此区内金属量减少,最终在、,面背部等缺陷下面将就各种缺陷的产生原因及如何。此处留下巨大隧道辽宁省科技攻关项目编号焊接过程中焊缝前进侧
5、与返回侧金属的流动方。收稿日期年月式不同焊缝前进侧与返回侧塑性金属受到搅拌针的翻嘴机械制造卷第期。国攀藻颧蒯易珊剪切力及搅拌针前方塑性金属向后的挤压力的共同作搅拌针更容易避免隧道型缺陷的产生,因为带螺纹的。。用而流动前进侧塑性金属受到搅拌针的剪切力与焊锥形搅拌针增大了塑性金属的流动性接方向的塑性金属的挤压力方向相反,如果焊接速度孔洞和沟楷过低,搅拌针前方塑性金属向后的挤压作用减弱,因而孔洞分为内部孔洞和表面孔洞,如图,其形成原。在焊接过程中前进侧大量塑性金属被搅拌针剪切到返因有所不同内部孔洞的形成主要是由于焊接过程中回侧且前
6、方的塑性金属无法及时填充搅拌针后方空间热输人不够,达到塑性化状态的材料不足,材料流动不。。而形成孔洞而返回侧金属所受搅拌针剪切力与焊接充分而导致在焊缝内部形成材料未完全闭合的现象方向的塑性金属的挤压力方向相同,焊后大量金属沉当采用不带螺纹的柱状或锥状搅拌针的搅拌头进行焊,,’。,,因而‘积在返回侧隧道型缺陷大多出现在前进侧接时接头容易出现该类缺陷通常位于接头前进侧的在较高的搅拌头转速和焊速下,会造成材料的中下部以及焊缝表面附近,在焊缝长度方向上延伸较异常搅动,这种异常搅动也会产生隧道型缺陷,如图长时就形成隧道型缺陷。,这种隧
7、道型缺陷的形状不同于热输人不足造成的隧道型缺陷,前者明显大于后者。热输人不足造成的缺陷随着压力增大逐渐消失,而异常搅动产生的缺陷对。压力并不敏感产生异常搅动的原因可能是接头上部。和下部温度不同▲图孔洞缺陷左图为内部孔洞,右图为表面孔洞要避免这种内部孔洞的产生,应选择合适的焊接参数,此外在搅拌针上加工螺纹可以增大搅拌针与塑性材料之间的摩擦,产生更多的热量,而且由于螺旋线可,,以产生一个向下的压力使塑性材料流动更充分搅,。拌更均匀可以避免这种缺陷的产生、表面孔洞主要是由于搅拌头转速过慢焊接速度过快或焊接压力不足造成的。转速过慢,
8、焊速过快,压力不足,导致单位时间的产热不足,发生塑性变形的材料减少,流动性降低,焊缝前进侧的塑性材料被搅拌头带人后退侧后得不到及时补充,从而易在前进侧表面“,。,当搅拌头的倾角比较小时‘焊核区也形成孔洞当转速继续降低焊速或焊接压力进一步减。,,,,可能产生隧道型缺陷这是由于角度较小时搅拌头
