搅拌摩擦焊连接实验报告

四、实验方法及步骤
1、首先将铝合金进行清洗去除表面的油污，然后进行搅拌摩擦焊接；
2、在焊好的试件上切片，制备金相组织观察试样；
3、将已制备好的试片在显微镜下进行观察与分析，分清焊接接头各区域后，仔细辨认各区组织的特征。
五、实验结果的整理和分析
搅拌头旋转速度：1200r/min
工件进给速度：300mm/min
分析铝合金搅拌摩擦焊接头各区域组织变化的特征，说明各组织的形成机理及对焊接接头性能的影响。
实验分析：:选择了适合于6061-T4铝合金板材搅拌摩擦焊的工艺参数:焊接时搅拌头旋转速度为1200 r.min-1,工件的进给速度为300 mm.min-1,在此参数下获得了与母材等强度、韧性接近于母材的焊接接头,FSW板材接头焊核区的组织和性能明显优于其他区,热影响区是接头最薄弱的部分,焊核区的硬度最高,而热影响区的硬度最低,焊缝金属发生回复再结晶使晶粒细化。断口分析表明,断裂发生在热影响区,由于搅拌头的旋转运动和热量的累积,该区存在晶粒长大、组织粗化现象。对工艺参数的优化实验表明,搅拌头旋转速度与焊接速度对接头性能的影响存在一定的适配关系,通过工艺参数的调整可以有效地控制热影响区的焊缝组织和改善焊接接头的性能。细晶强化是搅拌摩擦焊接头强度与韧性提高的主要原因。
搅拌摩擦焊连接实验报告
一、实验目的
1、了解在搅拌摩擦焊过程中，材料在热-机械力作用下形成牢固连接的基本原理，掌握基本实验技能。
2、了解搅拌摩擦焊接头各区域的组织及性能特点。
二、实验装置与实验材料
1
由铣床自行改造的搅拌摩擦焊机
1台
2
不同结构的搅拌头
各2个
3
δ= 3mm及δ=6mm铝合金试板（60×120）
各40块

2219铝合金全焊透搅拌摩擦焊接试验

ｔｅｓｔｉｓｄｏｎｅ．Ｔｈｅｅｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｒｅｅ肋ｏｆｅｎｔｉｒｅｐｅｎｅｒｔａｔｉｏｎｃａｒｅｖｅｒｆｉｅｄｂｙｕｓｉｎｇｈｅｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｒａｙｔｅｓｔａｎｄｒｏｏｔｃｏｌｏｒｔｅｓｔ．ｈｅＴｄｆｅｉｒｅｎｃｅｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｆｗｏｅＭｂｅａｄｏｆｔｈｒｅｅ
０引言
铝合金在船舶工业得到广泛应用，但—般熔化焊接方法很甑壁免铝合金焊接气孔、夹渣等缺陷的产生，难以满足船舶设计和制造要求Ⅲ。搅拌摩擦
１试验材料和试验设备
全＝ｌ：旱ｊ觉拌摩擦焊接试验焊接试样采用铝合金２２１９．Ｔ６２，２２１９铝合金在＿２５０ ℃￣２５０ ℃的温度范围内具有良好的焊接Ｉ生、抗应力腐蚀Ｉ生以及优良的力
２２１９铝合金全焊透搅拌摩擦焊接试验
孙倩，周宏２，吴在侯２
（１．集美大学轮机工程学院，福建厦门３６１０２１；２．江苏科技大学船舶与海羊工程学院，江苏工２１２００３）
摘要：以２２１９铝合金为研究对象进行全焊透搅拌摩擦焊试验，通过射线探伤和根部着色的方法验证三类全焊透工艺的有效性，并对搅拌摩擦焊试验结果进行力学性能试验和金相试验，对比三类全焊透搅拌摩擦焊焊缝力学性能的差异。通过试验可知背部垫板型搅拌摩擦焊接是最适合实际

船舶结构的搅拌摩擦焊技术报告

船舶结构的搅拌摩擦焊技术报告船舶结构的搅拌摩擦焊技术报告搅拌摩擦焊技术是一种新型的金属材料连接方法。

该方法利用摩擦热与搅拌作用，使金属材料产生局部塑性变形，从而实现固态连结。

该技术具有操作简单，接头质量好，能耗低等优点，因此在船舶结构中得到了广泛应用。

一、船舶结构中的应用搅拌摩擦焊技术在船舶结构中主要用于铝合金板材的拼接。

在现代船舶建造中，轻量化的趋势越来越明显，因此铝合金材料的应用越来越广泛。

搅拌摩擦焊技术可以在不损伤材料表面的情况下，将不同板材整齐平直地接合在一起，从而形成更为坚固的整体结构。

该技术因其良好的焊接质量和高效的生产效率，在船舶制造领域得到广泛应用。

二、搅拌摩擦焊技术的原理搅拌摩擦焊技术的基本原理是，通过将两个工件在不断转动的过程中进入摩擦接触状态，产生摩擦热使金属软化，然后进行搅拌，使金属实现塑性变形，最后在搅拌过程中将两个工件连接而成。

整个焊接过程是在超塑性状态下进行的，不会涉及到优化熔化等操作，因此避免了出现焊缝气孔、裂纹等缺陷，从而保障了焊接质量。

三、工作原理搅拌摩擦焊的工作流程如下：1.在铝合金板材边缘表示出预定的接合线。

2.将两个铝合金板材平放在磨削机工作台上，保证两者相互垂直且接合线重合。

3.开启磨削机，让其达到设定转速。

4.使磨削工具沿接合线移动，使两个铝合金板材进入摩擦状态。

5.通过搅拌器进一步加热并搅拌材料，使材料局部塑性变形，并形成均匀的连接缝。

6.关闭设备，待材料冷却后，便可将铝合金板材焊接成功。

四、效果与应用采用搅拌摩擦焊技术进行铝合金材料接合可以收到以下效果：1.良好的焊接质量，焊缝紧密。

2.不产生气孔、裂纹等缺陷。

3.节省了能源，减少了对环境的污染。

4.生产效率高，可以完成大规模生产。

搅拌摩擦焊技术在船舶结构中的应用已经得到广泛的认可。

它可以提高船舶结构材料的强度和刚度，减少船舶自身质量，提高使用效率。

在船舶结构设计和施工中，将会是一种经济、高效的金属材料连接方法，具有非常广阔的发展前景。

《2024年3003铝合金搅拌摩擦焊组织与性能研究》范文

《3003铝合金搅拌摩擦焊组织与性能研究》篇一一、引言搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding, FSW）是一种先进的固态焊接技术，特别适用于铝合金等轻质材料的连接。

3003铝合金因其良好的塑形、抗腐蚀性和可焊性等优点，在航空、汽车等制造领域中广泛应用。

本文将就3003铝合金搅拌摩擦焊的组织与性能进行详细研究，为优化其焊接工艺、提高焊缝性能提供理论依据。

二、实验材料与方法1. 材料准备实验所采用的3003铝合金材料具有良好的塑性、韧性和耐腐蚀性。

实验前，对材料进行清洗、去氧化皮等预处理。

2. 搅拌摩擦焊实验采用先进的搅拌摩擦焊设备进行实验，设置不同的焊接速度、焊接深度等参数，进行多组实验。

3. 组织与性能分析对焊接后的样品进行切割、磨光、抛光等处理，并利用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）等设备观察其组织形态。

同时，通过硬度计、拉伸试验机等设备对焊缝的硬度、拉伸性能等进行测试。

三、实验结果与分析1. 焊缝组织观察通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察发现，搅拌摩擦焊后的焊缝组织均匀、致密，无明显气孔、裂纹等缺陷。

在焊接过程中，搅拌针的作用使得焊缝金属发生塑性流动，形成细小的晶粒结构。

此外，热力耦合作用下还可能形成少量的硬质颗粒，为提高焊缝性能提供了基础。

2. 焊缝硬度分析实验结果表明，焊缝的硬度高于母材，这是由于焊接过程中材料的塑性流动和晶粒细化作用所导致。

在不同焊接参数下，焊缝的硬度有所差异，但总体上均表现出较高的硬度水平。

3. 拉伸性能测试拉伸试验结果表明，3003铝合金搅拌摩擦焊的拉伸性能良好。

在适当的焊接参数下，焊缝的抗拉强度接近或达到母材的水平。

此外，焊缝的延伸率也表现出较好的水平，说明其具有良好的塑形变形能力。

四、讨论与结论通过对3003铝合金搅拌摩擦焊的组织与性能进行研究，我们发现：1. 搅拌摩擦焊技术能够有效地将3003铝合金连接起来，焊缝组织均匀致密，无明显缺陷。

2. 焊接过程中材料的塑性流动和晶粒细化作用提高了焊缝的硬度，使其具有较高的力学性能。

《高氮钢搅拌摩擦焊接接头组织与性能相关性研究》范文

《高氮钢搅拌摩擦焊接接头组织与性能相关性研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，高氮钢因其卓越的力学性能和耐腐蚀性在众多领域得到了广泛应用。

然而，高氮钢的焊接问题一直是工业生产中的难点之一。

搅拌摩擦焊作为一种新型的固相焊接技术，因其独特的焊接工艺和良好的焊接效果，在高氮钢的焊接中得到了广泛的应用。

本文旨在研究高氮钢搅拌摩擦焊接接头的组织与性能的相关性，以期为高氮钢的焊接工艺优化和性能提升提供理论支持。

二、实验材料与方法1. 实验材料实验所采用的高氮钢材料具有优异的力学性能和耐腐蚀性，其化学成分和力学性能指标均符合国家标准。

2. 实验方法采用搅拌摩擦焊技术对高氮钢进行焊接，并对焊接接头进行微观组织观察、硬度测试、拉伸试验及耐腐蚀性测试等。

通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察焊接接头的微观组织结构，利用硬度计测试接头的硬度分布，通过拉伸试验机测试接头的拉伸性能，利用电化学工作站测试接头的耐腐蚀性。

三、实验结果与分析1. 微观组织结构通过SEM和TEM观察发现，高氮钢搅拌摩擦焊接接头的微观组织结构主要包括焊核区、热影响区和母材区。

焊核区组织致密，晶粒细化，而热影响区则受到一定程度的热影响，晶粒有所长大。

2. 硬度分布硬度测试结果表明，高氮钢搅拌摩擦焊接接头的硬度分布呈现出明显的梯度变化。

焊核区的硬度最高，热影响区的硬度次之，母材区的硬度最低。

这主要是由于焊核区经历了剧烈的塑性变形和热循环，导致晶粒细化，硬度提高。

3. 拉伸性能拉伸试验结果表明，高氮钢搅拌摩擦焊接接头的拉伸性能良好，断裂位置多发生在母材区。

这表明焊接接头具有较好的力学性能和承载能力。

4. 耐腐蚀性电化学工作站测试结果表明，高氮钢搅拌摩擦焊接接头的耐腐蚀性较好，与母材相比无明显差异。

这主要是由于高氮钢本身具有优异的耐腐蚀性，且焊接过程中未引入有害元素，保证了接头的耐腐蚀性。

四、组织与性能相关性分析根据实验结果，高氮钢搅拌摩擦焊接接头的组织与性能具有较好的相关性。

搅拌摩擦焊实验报告

搅拌摩擦焊实验报告1. 实验目的(1) 了解搅拌摩擦焊的基本原理；(2) 了解搅拌摩擦焊的设备及其工艺流程；(3) 初步了解焊接工艺参数对搅拌摩擦焊焊缝成形的影响。

2. 实验概述搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样。

搅拌摩擦焊也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。

不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状（如带螺纹圆柱体）的搅拌针(welding pin)伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化。

同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。

焊接过程如图所示。

在焊接过程中工件要刚性固定在背垫上，焊头边高速旋转，边沿工件的接缝与工件相对移动。

焊头的突出段伸进材料内部进行摩擦和搅拌，焊头的肩部与工件表面摩擦生热，并用于防止塑性状态材料的溢出，同时可以起到清除表面氧化膜的作用。

在焊接过程中，搅拌针在旋转的同时伸入工件的接缝中，旋转搅拌头（主要是轴肩）与工件之间的摩擦热，使焊头前面的材料发生强烈塑性变形，然后随着焊头的移动，高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的背后，从而形成搅拌摩擦焊焊缝。

搅拌摩擦焊对设备的要求并不高，最基本的要求是焊头的旋转运动和工件的相对运动，即使一台铣床也可简单地达到小型平板对接焊的要求。

但焊接设备及夹具的刚性是极端重要的。

搅拌头一般采用工具钢制成，焊头的长度一般比要求焊接的深度稍短。

应该指出，搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。

通常这个匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。

针对匙孔问题，已有伸缩式搅拌头研发成功，焊后不会留下焊接匙孔。

焊接过程中也不需要其它焊接消耗材料，如焊条、焊丝、焊剂及保护气体等。

唯一消耗的是焊接搅拌头。

同时，由于搅拌摩擦焊接时的温度相对较低，因此焊接后结构的残余应力或变形也较熔化焊小得多。

特别是Al合金薄板熔化焊接时，结构的平面外变形是非常明显的，无论是采用无变形焊接技术还是焊后冷、热校形技术，都是很麻烦的，而且增加了结构的制造成本。

厚板7022铝合金搅拌摩擦焊接实验研究

目前此技术正在稳步应用到飞机、能汽车、速列节高车、船舶等领域，以减轻结构重量、高其综合性能。提
焊接。焊接的工艺参数为：拌头焊接速度范围为搅３０６０／ｎ搅拌头沿接缝方向焊接速度范围为０～０ｒｍｉ，
镜。
搅拌摩擦焊焊接时温度较低，焊后残余应力和变形较
小，合于熔化温度较低、性较好的有色金属焊适塑
接＿ｊ５。由于铝合金广泛应用于航空制造业领域，统。传的熔化焊接方法焊接铝合金会带来焊接裂纹及各种缺
２北京航空制造工程研究所，．北京１０２）００４摘要：对１ｒｍ厚度的７２０ａ０２铝舍金进行了搅拌摩擦焊接，获得表面光滑的焊接接头，通过ｘ射线检并测焊缝无裂纹和气孔。研究该搅拌摩擦焊接头不同区域的显微组织特征，并通过拉伸、冲击和硬度试验分析了焊接接头的力学性能。结果表明，缝处组织为细焊板材，材热处理状态为Ｔ６其主要化学成分如表１板，所示。加工成尺寸为３００ｍｍ× １００ｍｍ ×１ｒｍ的实０ａ验板坯，再对两块板材进行搅拌摩擦焊，焊接方法为单道对接拼焊。搅拌摩擦焊实验设备选用中国搅拌摩擦焊中心制造的ＦＷ一ＸＢ００悬臂式搅拌摩擦焊机，Ｓ２一２搅拌头的外形如图１示。焊接前后均对板材不进行任所

实验8搅拌摩擦焊实验(对应教材中实验 24)_49060256

实验24搅拌摩擦焊实验史清宇1.实验目的(1)了解搅拌摩擦焊的基本原理㊂(2)了解搅拌摩擦焊的设备及其工艺流程㊂(3)初步了解焊接工艺参数对搅拌摩擦焊焊缝成形的影响㊂2.概述1)实验简述搅拌摩擦焊(F S W)作为一种新型焊接技术,是由英国焊接研究所于1991年发明的一种固态塑性连接方法,并被誉为继激光焊后又一次革命性的焊接技术㊂由于特殊的工艺过程,搅拌摩擦焊具有传统焊接所没有的诸多优点㊂因为在焊接过程中没有发生金属的熔化,所以从根本上避免了凝固裂纹和气孔等缺陷;搅拌摩擦焊不需要填充焊丝和使用保护气体,工作条件优良;采用机械化焊接设备,易于保证焊接质量和提高生产效率㊂最重要的一个优势就是搅拌摩擦焊可以焊接传统工艺认为难焊或不可焊的某些铝合金系列,如7X X X系列㊂本实验在了解搅拌摩擦焊原理的基础上,使用专用搅拌摩擦焊设备(如图24-1),针对不同的工艺参数进行铝合金的焊接,初步了解其工艺过程㊂2)搅拌摩擦焊原理搅拌摩擦焊是利用一种带有搅拌针(p i n)和轴肩(s h o u l d e r)的特殊形状搅拌头对工件进行搅拌摩擦,通过搅拌针的搅拌摩擦过程和轴肩与材料摩擦产生的热量使焊缝处的材料达到热塑性变形状态,在轴肩的顶锻压力作用下达到固态连接,如图24-2所示㊂首先搅拌头高速旋转插入待焊焊缝,随后以一定的速度沿焊缝前进㊂在搅拌头旋转的过程中,待焊材料经搅拌头的搅拌㊁摩擦达到热塑性状态㊂处于热塑性状态的焊缝材料围绕搅拌头由前向后移动,在热-机械联合作用下,材料相互扩散连接,在轴肩的锻造作用下形成致密的焊缝㊂实验24 搅拌摩擦焊实验图24-1 搅拌摩擦焊设备图24-2 搅拌摩擦焊原理图3)搅拌摩擦焊工艺参数搅拌摩擦焊的工艺参数主要有:搅拌头倾角㊁搅拌头旋转速度㊁焊接速度㊁搅拌头下压量等㊂(1)搅拌头倾角在焊接时,搅拌头通常会向后倾斜一定的角度,以便在焊接时轴肩后沿能够对焊缝施加一定的焊接顶锻力㊂搅拌头倾角的设计指标一般为ʃ5ʎ,对于薄板(厚度为1~6m m )搅拌头倾角才有小角度,通常为1~2ʎ,对于中厚板(厚度大于6m m ),根据被焊工件的结构和焊接压力的大小,倾角通常为3~5ʎ㊂(2)搅拌头旋转速度搅拌头的旋转速度通常和焊接速度共同决定焊缝质量的好坏㊂对于特定的材971材料加工系列实验(第2版)料,某一旋转速度通常对应于一个最佳的工艺窗口,在这个窗口内焊接速度通常可以在一定范围内波动㊂根据旋转速度的大小可以分为冷规范㊁弱规范㊁强规范三种,由于本实验不涉及此方面内容,所以不再作详细介绍㊂(3)焊接速度搅拌摩擦焊的焊接速度就是指搅拌头沿焊缝行进的速度㊂焊接速度通常由焊接材料的厚度决定,并且需要和搅拌头的旋转速度相匹配㊂(4)搅拌头轴肩下压量搅拌头轴肩下压量是指轴肩后沿低于材料表面的深度㊂通常搅拌针的长度要小于所焊板材的厚度,所以下压量可以在一定范围内波动㊂对于薄板,下压量一般为0.1~0.3m m ,对于中厚板,这个深度一般在0.5m m 左右㊂4)搅拌摩擦焊的焊接缺陷搅拌摩擦焊的主要缺陷有孔洞㊁飞边㊁沟槽和未焊合四种,如图24-3所示㊂在焊接过程中,有可能由于热输入过大或者过小导致不同焊接缺陷的产生㊂在焊缝的顶部,由于直接受到轴肩的摩擦作用,热输入能够保证无缺陷的连接;在焊缝的中部,尽管热输入不如焊缝顶部,但是它的散热量更小,是材料软化程度最高的区域,所以不易出现缺陷;在焊缝的底部由于热输入最少,而且散热量最大,很有可能由于焊接参数不合适导致焊接缺陷的产生㊂图24-3 搅拌摩擦焊焊缝缺陷(飞边㊁沟槽)(1)孔洞孔洞缺陷的形成主要是由于焊接过程中热输入不够,达到塑性化状态的材料不足,材料流动不充分而导致在焊缝内部形成材料未完全闭合的现象㊂当采用无螺纹的搅拌头进行焊接时容易出现此类缺陷㊂(2)飞边飞边缺陷出现在焊缝表面,通常是由于下压量过大而导致较多的塑性材料从轴肩两侧挤出并冷却,最后形成的一种缺陷㊂这是搅拌摩擦焊比较常见的一种缺陷㊂(3)沟槽沟槽缺陷是搅拌头在对接板表面机械搅动后未形成连接的一种严重缺陷㊂沟槽缺陷的产生主要是由于焊接过程中压力过小,导致热输入严重不足,发生塑性变形的081实验24 搅拌摩擦焊实验材料大量减少,而且材料流动性能降低,在搅拌头前进的过程中材料不能及时回填,这就造成了沟槽的产生㊂(4)未焊合未焊合是指在焊缝底部未形成连接或不完全连接而出现的裂纹状缺陷㊂这种缺陷主要是由于搅拌针的长度不足造成的㊂在焊接过程中,搅拌针下部存在一个不与搅拌针接触的区域,如果这个区域过大,则会由于搅拌作用很差而产生未焊合的现象㊂3.实验内容(1)了解搅拌摩擦焊的基本原理与工艺过程㊂(2)改变工艺参数(搅拌头转速㊁焊接速度等)进行搅拌摩擦焊实验,材料为铝合金板材㊂(3)对实验后焊缝外表形貌与焊接的工艺参数(搅拌头转速㊁焊接速度等)的关系进行分析㊂4.实验步骤与注意事项(1)实验原理介绍㊂(2)领取待焊板材,用砂纸去除待焊部位的氧化膜,并用无水乙醇清洗㊂(3)装卡板材㊂用压板㊁螺栓将两块待焊板材固定在卡具底座上,保证焊接过程中它们不会发生移动㊂(4)通过对刀,使搅拌针与待焊板材的表面恰好接触㊂(5)在机床的数控操作系统中设置焊接参数(搅拌头旋转速度㊁焊接速度和下压量),参数设置好之后便可以进行焊接㊂(6)观察焊缝的外观,分析焊接参数对于焊缝成形的影响㊂5.实验报告要求(1)写出实验目的㊁实验简单原理㊁实验内容㊂(2)简述实验步骤㊂(3)列出实验工艺参数和焊缝外观形貌㊂(4)对焊缝外观形貌与工艺参数的关系进行分析㊂注:实验以小组为单位,每位同学针对一个参数进行实验,实验后对本组实验现象进行分析㊂6.思考题(1)结合所学专业课知识,解释为什么搅拌摩擦焊相比传统熔焊更适于焊接铝合金?181材料加工系列实验(第2版)(2)哪些材料不适合采用搅拌摩擦焊焊接,为什么?请举出一两例㊂(3)比较搅拌摩擦焊和摩擦焊的异同点㊂参考文献[1] T h o m a sW M ,N e e d l h a mJ C ,D a w e s C J ,e t a l .F r i c t i o n s t i r b u t tw e l d i n g [P ].I n t e n a t i o n a l p a t e n t a p p l i c a t i o nn u m b e rP C T /G B 92/02203a n dG B p a t e n t a p pl i c a t i o n9125978.8,1991-12-06[2] 张忠科,孙丙岩,王希靖,王丽.铝合金搅拌摩擦焊焊接缺陷分析.热加工工艺.2006.35(19):13-15[3] 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.南昌航空工业学院学报.2005.19(1):62-66[4] 北京赛福特斯公司.搅拌摩擦焊工艺参数.现代焊接.2006.9[5] 刘会杰等.搅拌摩擦焊焊接缺陷的研究.焊接.2007.2281。

搅拌摩擦焊接实验报告心得体会

搅拌摩擦焊接实验报告心得体会给我的心得体会是为什么在搅拌摩擦焊试验中焊接速度会影响到焊缝的成型?
在焊接过程中，焊接速度主要是影响，热输入和搅拌针的高温停留时间。

慢的焊接速度，一方面单位长度焊缝上热输入越多，另一方面焊缝金属的高温停留时间越长，因此，较慢的焊接速度焊缝金属的搅拌程度更剧烈、塑性金属流动更充分。

反之，随着焊接速度的增加，单位长度焊缝内的热量减少，焊缝底部温度较低，焊缝金属的高温停留时间越短，焊缝区金属的软化程度下降，塑性变差。

高焊接速度下，搅拌针的行进阻力也会增加。

因此，过高的焊接速度不利于塑性金属充分迁移,焊缝的成型。

《3003铝合金搅拌摩擦焊组织与性能研究》范文

《3003铝合金搅拌摩擦焊组织与性能研究》篇一一、引言搅拌摩擦焊作为一种先进的固态连接技术，已被广泛应用于各种金属材料领域，其中3003铝合金作为一种具有优良的成形性、可焊性和耐腐蚀性的材料，在工业制造领域具有广泛应用。

本文以3003铝合金为研究对象，探讨其搅拌摩擦焊的组织与性能变化规律，旨在为优化搅拌摩擦焊工艺及提升焊接接头的性能提供理论支持。

二、实验材料与方法本实验所使用的材料为3003铝合金板材，其化学成分、力学性能等基本参数均符合国家标准。

实验过程中，采用搅拌摩擦焊设备进行焊接，并通过对焊接过程中的工艺参数进行优化，如焊接速度、搅拌头转速等，以获得理想的焊接接头。

三、搅拌摩擦焊组织研究1. 焊接接头组织分析通过对焊接接头进行金相显微镜观察，发现搅拌摩擦焊过程中，焊接接头经历了动态再结晶、晶粒破碎与重新排列等过程。

焊接接头的热影响区分为热机械影响区、热影响区和母材区。

其中，热机械影响区为晶粒细化区，晶界处存在一定程度的溶质原子偏聚现象；热影响区则因受热作用而发生不同程度的组织变化。

2. 焊接接头微观结构分析利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对焊接接头进行微观结构分析，发现搅拌摩擦焊过程中产生了大量细小的等轴晶粒，且晶粒尺寸随工艺参数的优化而减小。

此外，焊接接头处存在一定程度的晶界偏析现象，但整体上焊接接头的微观结构较为均匀。

四、性能研究1. 力学性能分析通过对焊接接头进行拉伸试验和硬度测试，发现优化工艺参数后，焊接接头的抗拉强度、屈服强度和延伸率均得到显著提高。

其中，抗拉强度接近母材水平，说明焊接接头的力学性能得到了有效提升。

2. 耐腐蚀性能分析通过电化学腐蚀试验和盐雾腐蚀试验对焊接接头的耐腐蚀性能进行分析，发现优化工艺参数后，焊接接头的耐腐蚀性能得到了显著提高。

这主要得益于焊接过程中产生的细小等轴晶粒和均匀的微观结构，使得焊接接头具有较好的耐腐蚀性能。

五、结论本文通过对3003铝合金搅拌摩擦焊的组织与性能进行研究，得出以下结论：1. 搅拌摩擦焊过程中，焊接接头经历了动态再结晶、晶粒破碎与重新排列等过程，形成细小的等轴晶粒和均匀的微观结构。

2AL2铝合金搅拌摩擦焊研究

2AL2铝合金搅拌摩擦焊研究我们需要了解搅拌摩擦焊的基本原理。

搅拌摩擦焊是一种利用摩擦热产生的热量和搅拌热加工塑性金属的新型焊接技术。

在搅拌摩擦焊过程中，两个待焊接的金属板之间施加一定的压力，然后让一根带有几何形状不同的搅拌销在高速旋转的情况下，直接插入到两个待焊接的金属板之间，通过机械搅拌和摩擦热的作用将金属板摩擦加热到塑性变形温度，并且在塑性变形状态下通过搅拌销的作用在两个金属板之间进行有效的连接，最终形成一根完整的焊接接头。

在2AL2铝合金搅拌摩擦焊的研究中，首先需要考虑的是焊接参数的选择。

焊接参数包括搅拌摩擦焊的转速、下压力、摩擦时间等。

这些参数的选择将直接影响到焊接接头的质量和性能。

如何选择合适的参数，是焊接过程中需要解决的重要问题之一。

研究者们可以通过实验和仿真分析等手段，探讨2AL2铝合金在不同焊接参数下的焊接行为和焊接接头的性能。

焊接过程中的金属组织和力学性能是需要重点关注的问题。

2AL2铝合金具有较高的塑性和导热性能，因此在搅拌摩擦焊过程中容易发生塑性变形和微观组织变化。

研究者们可以通过金相显微镜、电子显微镜等手段观察焊接接头的金相组织结构，分析晶粒尺寸、析出相分布等微观结构特征；同时可以通过拉伸试验、硬度测试等手段测试焊接接头的力学性能，包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标。

通过对金属组织和力学性能的研究，可以为优化焊接工艺提供可靠的理论依据。

2AL2铝合金搅拌摩擦焊的接头强度和耐腐蚀性也是研究的重点之一。

焊接接头的强度和耐腐蚀性直接关系到焊接接头的实际应用性能。

研究者们需要通过拉伸试验、冲击试验、疲劳试验等手段评估接头的强度性能，并通过盐雾试验、腐蚀试验等手段评估接头的耐腐蚀性能。

通过对接头强度和耐腐蚀性能的评估，可以为2AL2铝合金搅拌摩擦焊的实际应用提供参考依据。

2AL2铝合金搅拌摩擦焊的工艺优化和参数控制也是研究的重点之一。

在实际生产过程中，如何通过合理的工艺优化和参数控制，提高焊接接头的质量和稳定性，是需要解决的难题。

搅拌摩擦焊接实验报告

搅拌摩擦焊接实验报告实验报告：搅拌摩擦焊接实验目的：1. 掌握搅拌摩擦焊接的基本原理和工艺流程。

2. 研究不同焊接参数对焊缝质量的影响。

3. 分析和评价搅拌摩擦焊接的优点和局限性。

实验原理：搅拌摩擦焊接是一种焊接技术，利用摩擦热对焊接接头进行局部加热，然后施加搅拌力使材料发生塑性流动，最终形成无缺陷的焊缝。

焊接参数包括旋转速度、下压力和搅拌速度等。

实验步骤：1. 准备试样：选择相同材料的两个金属试样进行试验。

2. 调整焊接参数：根据实验要求和预先设定的焊接参数范围，选择适当的焊接参数。

3. 焊接试验：将试样夹持到试验装置上，开始进行摩擦加热和搅拌焊接。

注意监测焊接过程中的温度变化和力的变化。

4. 检验焊缝质量：取下焊接接头，用金相显微镜观察焊缝的组织结构和缺陷情况。

可以用拉伸试验和硬度测试进行焊缝性能评价。

实验结果：根据实验的结果，我们可以对搅拌摩擦焊接的影响因素进行分析，找到最佳的焊接参数组合。

实验讨论：1. 搅拌摩擦焊接的优点：焊接速度快、焊接熔池温度低，不会产生气孔和裂纹，焊缝质量高，接头强度满足工程要求。

2. 搅拌摩擦焊接的局限性：需要对焊接参数进行严格控制，材料选择有一定限制，部分材料的焊接接头可塑性较差。

结论：通过搅拌摩擦焊接实验，我们得出以下结论：1. 这种焊接技术具有许多优点，如焊接速度快、焊缝质量高等。

2. 进一步研究和改进该技术，可以扩大其应用范围，提高接头强度。

3. 在实际应用中，应根据具体工程要求和材料特性来选择合适的焊接参数。

在此实验中，我们对搅拌摩擦焊接的基本原理和工艺流程有了更深入的了解，也意识到了其在实际工程中的应用前景。

通过进一步优化参数和改进材料选择，可以使该技术在航空航天、汽车制造等领域得到更广泛的应用。

搅拌摩擦焊实验报告

搅拌摩擦焊实验报告1. 实验目的(1) 了解搅拌摩擦焊的基本原理；(2) 了解搅拌摩擦焊的设备及其工艺流程；(3) 初步了解焊接工艺参数对搅拌摩擦焊焊缝成形的影响。

2. 实验概述搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样。

搅拌摩擦焊也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。

不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状（如带螺纹圆柱体）的搅拌针(welding pin)伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化。

同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。

焊接过程如图所示。

在焊接过程中工件要刚性固定在背垫上，焊头边高速旋转，边沿工件的接缝与工件相对移动。

焊头的突出段伸进材料内部进行摩擦和搅拌，焊头的肩部与工件表面摩擦生热，并用于防止塑性状态材料的溢出，同时可以起到清除表面氧化膜的作用。

在焊接过程中，搅拌针在旋转的同时伸入工件的接缝中，旋转搅拌头（主要是轴肩）与工件之间的摩擦热，使焊头前面的材料发生强烈塑性变形，然后随着焊头的移动，高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的背后，从而形成搅拌摩擦焊焊缝。

搅拌摩擦焊对设备的要求并不高，最基本的要求是焊头的旋转运动和工件的相对运动，即使一台铣床也可简单地达到小型平板对接焊的要求。

但焊接设备及夹具的刚性是极端重要的。

搅拌头一般采用工具钢制成，焊头的长度一般比要求焊接的深度稍短。

应该指出，搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。

通常这个匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。

针对匙孔问题，已有伸缩式搅拌头研发成功，焊后不会留下焊接匙孔。

焊接过程中也不需要其它焊接消耗材料，如焊条、焊丝、焊剂及保护气体等。

唯一消耗的是焊接搅拌头。

同时，由于搅拌摩擦焊接时的温度相对较低，因此焊接后结构的残余应力或变形也较熔化焊小得多。

特别是Al合金薄板熔化焊接时，结构的平面外变形是非常明显的，无论是采用无变形焊接技术还是焊后冷、热校形技术，都是很麻烦的，而且增加了结构的制造成本。

搅拌摩擦焊实训报告

一、实训背景搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）是一种新型的固态焊接技术，自1991年由英国焊接研究所发明以来，因其高效、节能、环保等优势，在航空、汽车、造船、铁道等领域得到了广泛应用。

本次实训旨在通过实际操作，了解搅拌摩擦焊的原理、设备、工艺以及注意事项，提高对搅拌摩擦焊技术的掌握程度。

二、实训目的1. 了解搅拌摩擦焊的基本原理和工艺流程；2. 熟悉搅拌摩擦焊设备的操作方法；3. 掌握搅拌摩擦焊工艺参数的设置和调整；4. 培养实际操作能力，提高焊接质量。

三、实训内容1. 搅拌摩擦焊原理及设备介绍搅拌摩擦焊是一种利用摩擦热和塑性变形热进行焊接的技术。

在焊接过程中，搅拌头高速旋转并与工件表面摩擦产生热量，使连接部位的材料达到塑性状态，随后通过搅拌头的旋转和移动，使塑性材料逐渐沉积在搅拌头后方，形成焊缝。

搅拌摩擦焊设备主要由搅拌头、主轴、驱动系统、冷却系统等组成。

搅拌头是搅拌摩擦焊的核心部件，其形状、尺寸和转速等参数对焊接质量有重要影响。

2. 搅拌摩擦焊工艺参数设置搅拌摩擦焊工艺参数主要包括搅拌头转速、焊接速度、压力等。

在实际操作中，需要根据工件材料、厚度、形状等因素，合理设置这些参数。

3. 搅拌摩擦焊实训操作（1）设备调试：首先对搅拌摩擦焊设备进行调试，确保搅拌头、主轴、驱动系统等部件运行正常。

（2）工件准备：将工件放置在焊接平台上，调整工件位置和角度，确保焊接部位对齐。

（3）参数设置：根据工件材料和厚度，设置搅拌头转速、焊接速度、压力等参数。

（4）焊接操作：启动搅拌摩擦焊设备，进行焊接操作。

在焊接过程中，密切观察搅拌头、工件和焊缝情况，确保焊接质量。

（5）焊接完成：焊接完成后，关闭设备，检查焊缝质量。

如发现缺陷，及时进行调整和修复。

4. 搅拌摩擦焊质量检测焊接完成后，对焊缝进行质量检测，包括外观检查、力学性能测试、无损检测等。

通过检测，评估焊接质量，为后续生产提供依据。

搅拌摩擦焊实验报告

一、实验目的1. 了解搅拌摩擦焊的基本原理和操作方法。

2. 掌握搅拌摩擦焊实验设备的操作流程。

3. 分析搅拌摩擦焊过程中的关键参数对焊接质量的影响。

4. 评估搅拌摩擦焊在特定材料焊接中的应用效果。

二、实验原理搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）是一种新型固相连接技术，通过高速旋转的搅拌头与工件接触产生摩擦热，使材料发生塑性变形，实现焊接。

该技术具有焊接接头质量高、变形小、无需填充材料等优点。

三、实验设备与材料1. 实验设备：搅拌摩擦焊机、焊接电源、引伸计、硬度计等。

2. 实验材料：不锈钢板材，尺寸为100mm×100mm×3mm。

四、实验方法1. 根据实验要求，设置搅拌摩擦焊机的参数，包括搅拌头的转速、焊接速度、搅拌头插入深度等。

2. 将不锈钢板材放置在焊接机的工作台上，调整好夹具，确保工件固定牢固。

3. 启动搅拌摩擦焊机，进行焊接实验。

焊接过程中，观察搅拌头的旋转状态和焊接接头的形成过程。

4. 焊接完成后，对焊接接头进行外观检查、力学性能测试和金相组织分析。

五、实验结果与分析1. 外观检查：焊接接头表面光滑，无裂纹、气孔等缺陷，焊接质量良好。

2. 力学性能测试：焊接接头的抗拉强度、弯曲强度等指标均达到母材水平，说明搅拌摩擦焊具有良好的力学性能。

3. 金相组织分析：焊接接头的显微组织为细小的等轴晶粒，晶粒尺寸均匀，无明显的热影响区，说明搅拌摩擦焊具有优异的组织性能。

六、讨论与结论1. 搅拌摩擦焊具有焊接接头质量高、变形小、无需填充材料等优点，在航空航天、汽车制造等领域具有广泛的应用前景。

2. 实验结果表明，搅拌摩擦焊能够有效地焊接不锈钢板材，焊接接头质量良好，力学性能满足要求。

3. 搅拌摩擦焊过程中的关键参数对焊接质量有重要影响。

通过合理调整搅拌头的转速、焊接速度、搅拌头插入深度等参数，可以获得高质量的焊接接头。

七、实验总结本次实验成功进行了搅拌摩擦焊实验，验证了搅拌摩擦焊技术的可行性和有效性。

2024铝合金搅拌摩擦焊研究共3篇

2024铝合金搅拌摩擦焊研究共3篇2024铝合金搅拌摩擦焊研究12024铝合金搅拌摩擦焊研究摘要：随着机械制造行业的不断发展，越来越多的铝合金产品被广泛应用。

搅拌摩擦焊作为一种新兴的接合技术，具有与传统的接合技术相比更加显著的优势。

为了深入探究2024铝合金搅拌摩擦焊的焊接特性，本文开展了一系列实验，分析了焊接热影响区、焊缝组织结构等性能指标。

关键词：2024铝合金，搅拌摩擦焊，焊接特性，金相分析1、引言搅拌摩擦焊技术是一种新兴的固态接合技术，在汽车、航空航天、船舶制造等领域有着广泛的应用。

相较于传统的接合技术，搅拌摩擦焊具有焊接速度快、焊缝强度高、热影响区小等优势，因此备受关注。

其中，铝合金产品的制造领域，搅拌摩擦焊技术也得到了越来越广泛的应用。

2024铝合金是一种常用的高强度铝合金。

它有良好的耐腐蚀性、加工性和低密度等优点，被广泛应用于航空航天、船舶制造等领域。

因此，研究2024铝合金的搅拌摩擦焊技术，具有重要的现实意义和科学价值。

2、实验方法本实验采用了直径为10mm、厚度为2mm的2024铝合金板材作为实验材料。

在实验过程中，我们针对不同的搅拌头转速、焊接速度和夹紧力等参数，开展了一系列的实验测试。

通过实验得出了不同参数下，2024铝合金搅拌摩擦焊的焊接性能指标。

3、实验结果通过对实验结果的分析，我们得出了以下几个结论：（1）随着搅拌头转速的提高，搅拌时间会减少，焊接中的热影响区域也会缩小。

但是，如果转速太高，会导致合金材料的塑性变差，焊接强度反而会降低。

（2）增加焊接速度可以提高焊接效率，但是过快的焊接速度会导致焊缝表面燃烧和氧化，降低焊接强度。

（3）夹紧力对焊接强度的影响非常大。

夹紧力过小，会出现焊缝错位、拉伸断裂等问题，严重影响焊接质量。

夹紧力过大，会增加合金材料的塑性变形，进而影响焊接强度。

（4）通过金相显微镜的观察，我们发现焊接区域的金相组织结构非常致密，焊接区域的显微硬度与母材相近。

《2707双相不锈钢搅拌摩擦焊焊接接头微观组织及性能研究》范文

《2707双相不锈钢搅拌摩擦焊焊接接头微观组织及性能研究》篇一一、引言随着现代工业的飞速发展，双相不锈钢作为一种重要的工程材料，其优良的耐腐蚀性和力学性能得到了广泛的应用。

搅拌摩擦焊作为一种新型的焊接技术，因其独特的优点，如焊接过程无需填充材料、焊接变形小、无残余应力等，已被广泛应用于双相不锈钢的连接。

本文针对2707双相不锈钢搅拌摩擦焊接接头的微观组织及性能进行研究，旨在深入了解其结构与性能的关系，为实际工程应用提供理论依据。

二、实验材料与方法实验所使用的材料为2707双相不锈钢。

通过搅拌摩擦焊设备对试样进行焊接。

在焊接过程中，严格控制焊接速度、旋转速度等参数，确保焊接质量。

微观组织观察采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等方法。

通过对焊接接头的不同区域进行观察，分析其微观组织结构。

同时，通过硬度测试、拉伸试验、冲击试验等方法，评估焊接接头的力学性能。

三、实验结果与分析（一）微观组织结构通过对焊接接头的不同区域进行观察，发现其微观组织主要由焊核区、热影响区和母材区三部分组成。

焊核区呈现出典型的搅拌摩擦焊特征，晶粒细小且均匀分布。

热影响区则因受热程度不同而呈现出不同的组织形态。

母材区则保持了原始的微观组织结构。

（二）力学性能分析1. 硬度测试：通过对焊接接头进行硬度测试，发现焊核区的硬度较高，热影响区的硬度略低，而母材区的硬度保持稳定。

这表明搅拌摩擦焊在焊接过程中产生了显著的硬化效应。

2. 拉伸试验：在拉伸试验中，焊接接头表现出较好的拉伸性能。

尽管焊缝处存在一定的强度损失，但整体上仍能保持较高的抗拉强度和延伸率。

这表明搅拌摩擦焊能够有效地连接2707双相不锈钢，并保持良好的力学性能。

3. 冲击试验：在冲击试验中，焊接接头表现出较好的冲击韧性。

这得益于焊核区细小的晶粒组织和均匀的分布，使得焊接接头在受到冲击时能够有效地吸收能量。

四、讨论与结论本文通过对2707双相不锈钢搅拌摩擦焊接接头的微观组织及性能进行研究，得出以下结论：1. 搅拌摩擦焊能够有效地连接2707双相不锈钢，形成由焊核区、热影响区和母材区三部分组成的焊接接头。

摩擦搅拌焊接实验报告

摩擦搅拌焊接实验报告摩擦搅拌焊接（Friction Stir Welding，FSW）是一种先进的金属焊接技术，广泛应用于飞船、船舶、航空、汽车等领域。

本实验主要通过摩擦搅拌焊接工艺进行铝合金的焊接，对焊接接头的力学性能和金相组织进行研究与分析。

实验步骤：1. 准备材料：选取两块相同尺寸的6061铝合金板材进行焊接。

板材表面清洁干净，以保证焊接效果。

2. 确定焊接参数：根据铝合金的材料性能，选择合适的转速和下压力。

转速一般为500-2000转/分钟，下压力一般为5-20 kN。

3. 进行焊接：将两块板材对接，夹紧固定在焊接夹具中。

焊接搅拌头放在板材连接处，并开启电机。

根据焊接参数，控制转速和下压力。

焊接头在高速旋转摩擦过程中，通过机械搅拌使连接处金属软化并混合，形成连续的焊缝。

4. 修整焊缝：焊接完成后，用金属锉刀去除焊接缝表面的毛刺和凸起部分。

5. 金相组织观察：将焊接接头的横截面进行金相组织观察，使用金相显微镜观察焊缝区域和热影响区的组织变化。

6. 力学性能测试：对焊接接头进行拉伸试验和硬度测试，测试焊缝区域的强度和硬度。

结果与讨论：根据实验结果，摩擦搅拌焊接获得的铝合金焊接接头具有明显的优势。

通过金相组织观察，焊缝区域晶粒细化，高温区发生晶格重组和析出相变化。

焊缝区域具有优良的力学性能和硬度。

拉伸试验结果显示，摩擦搅拌焊接接头的强度高于基材，接近基材强度，焊缝区表现出良好的塑性延展性。

硬度测试结果显示，焊接接头的硬度略高于基材，说明焊缝区存在一定的形变硬化效应。

总结与展望：本实验通过摩擦搅拌焊接工艺进行铝合金的焊接，并对焊接接头的力学性能和金相组织进行了研究。

实验结果表明，摩擦搅拌焊接获得的铝合金焊接接头具有良好的力学性能和硬度。

但是，还需要进一步研究焊接参数对焊接接头性能的影响，优化焊接工艺以提高焊接质量。

此外，还可以研究不同材料的焊接接头的力学性能和金相组织，扩大该焊接技术的应用范围。

常熟搅拌摩擦焊报告

常熟搅拌摩擦焊报告
郑州常熟摩擦焊报告
一、报告概要
本报告主要就郑州常熟摩擦焊机进行全面的分析，以确定其合理的操作运行方式，以及相关的检测要求。

二、摩擦焊机特点
1、郑州常熟摩擦焊机采用螺旋桨式加速技术，可以更加快速、高效地完成铝板、铝管、铝角材等的焊接任务。

2、郑州常熟摩擦焊机采用多种供电方式，可根据不同的焊接任务选择合适的供电方式，减少焊接时间，提高焊接效果，避免焊接失败。

3、郑州常熟摩擦焊机采用高精度触摸屏操作，增加了设备的操作便捷性，提高了设备的精度和安全性。

4、郑州常熟摩擦焊机采用稳定可靠的控制系统，可以实现自动化作业，降低工人的劳动强度，确保焊接任务的准确性。

三、检测要求
1、确保焊接质量：确保机器激活后能够正常运行，定期检查轴承和传动设备，确保运行性能符合要求；用专业测试仪器检测焊接头质量，确保焊接头无缺陷，满足焊接要求。

2、确保安全：首先应定期检查机器的电气安全性能，确保机器可以正常运行，符合安全要求；其次，要对机器运行时的安全状态进行检查，确保机器及其周围环境安全，防止安全事故的发生。

3、确保环境保护：确保机器排放的气体符合国家环保标准，确保设备周围环境清洁，防止污染物进入地下水体和污水系统。

四、结论
本报告对郑州常熟摩擦焊机进行了全面的分析，确定了其正确的操作运行方式和相关的检测要求。

同时，也提醒操作者应特别重视安全性、环境保护等问题，以确保摩擦焊机的正常运行。