搅拌摩擦焊-铜合金-第一部分：术语
范围
此部分ISO25239定义了搅拌摩擦焊的术语与定义。在此标准中，术语“铜”涉及铜及其合金。
术语与定义
针对此文件的用途，适用于下列各项术语与定义。
1、焊针可调式搅拌头adjustable probe tool
此搅拌头的针长、旋转速度和旋转方向是可以调节的，焊接过程中旋转速度可能会不同于轴肩的旋转速度。
可调焊针可以修整；
此搅拌头能够在不产生过多的飞边的情况下使起始与尾孔阶段形成完好的焊缝。
1 轴肩
2 非焊接工作区
3 搅拌针
4 搅拌针下移方向
5 焊接工作区
6 搅拌针达到需求深度
7 搅拌针上移方向
a 搅拌针旋转方向
b 轴肩旋转方向
c 焊接方向
图1 焊针可调式搅拌头
2、焊缝前进侧 advancing side of weld
搅拌头旋转的方向与焊接前进方向相同的焊缝一侧，见图1 序号7。
1 工件
2 搅拌头
3 轴肩
4 搅拌针
5 焊缝表面
6 后退侧
7 前进侧
8 尾孔
a 搅拌工具旋转方向
b 搅拌工具向下运动
c 轴向力
d 焊接方向
e 搅拌头向上运动
图2 搅拌摩擦焊的基本原理
3、轴向力 axial force
沿着搅拌头旋转轴作用于工件的作用力，见图1 序号c。
4、双轴肩搅拌头 bobbin tool
搅拌头由固定长度的搅拌针和两个分离的轴肩组成，见图2。
5、结束停留时间 d well time at end of weld
从搅拌针在焊接前进方向停止行走，至搅拌针开始离开焊缝的这段时间。
6、起始停留时间dwell time at start of weld
从搅拌针扎入材料后，至搅拌针开始向焊接方向运动的这段时间。
7、尾孔 exit hoe
在焊接结束部位，搅拌头移走后留下的孔，见图1 序号11。
8、接合面faying surface
一个接头中一个工件与另一个工件的接触面
9、固定搅拌针fixed probe
伸出轴肩固定长度的搅拌针，焊接中旋转方向、速度均与轴肩相同。
10、压力控制force control
焊接过程中使搅拌头维持所需压力的措施。
11、搅拌摩擦焊 friction stir welding
旋转的搅拌头插入被焊材料产生摩擦热，使材料热塑化，实现工件间固相连接的焊接方法。
12、锻压侧heel
搅拌头前进反方向的轴肩部分。
13、压入量heel plunge depth
轴肩后缘压入工件内部的深度。
14、界面畸变 hook
焊接焊缝前进或后退侧的接合面上产生的未融合曲线。
备注：界面畸变可能向上也可能向下，图6c所示为一个向上的界面畸变。
a）焊接前b）焊接过程中c）焊接后关键字：b焊缝宽度t1 上部工件的原始厚度t2 上部工件后退侧焊后的厚度t3 上部工件前进侧焊后的厚度
1 上部工件
2 下部工件
3 后退侧，缝隙尖端方向朝向轴肩（上部工件）
4 前进侧，缝隙尖端锻压侧方向朝向轴肩（上部工件）
5 搅拌头
15、根部未焊透incomplete penetration
焊接接头根部未熔合的现象，见图7。
1、工件
2、焊缝
a、焊接接头（接合面）
b、焊接缺陷-没有塑性变形
c、焊接缺陷-剧烈的塑性变形
图7 含未焊透缺陷的对接焊缝宏观断面
16、横向偏移lateral offset
搅拌头轴线偏离接合面的距离。
17、多道焊接multi-run welding
超过一次重复焊接完成的焊缝。
18、多搅拌头multiple spindles
有两个或者多个轴的搅拌摩擦焊系统。
19、位移控制position control
焊接过程中保持搅拌头处于所需位置的措施。
20、预焊接工艺试验pre-production welding test
预焊接工艺试验与工艺评定试验有一样的功能，但是是在能够概况生产条件的非标准测试件上进行的。
21、搅拌针probe
搅拌头的一部分，扎入工件实现焊接。
备注：搅拌针可以是固定的或可调整的。
22、产品样件焊接测试production sample welding test
实际生产焊接产品的测试。
23、生产焊接试验production welding test
生产前在生产条件下进行的焊接试验。
24、焊缝后退侧 retreating side of weld
搅拌头旋转方向与焊接方向相反的焊缝一侧，见图1 序号12。
25、轴肩shoulder
焊接过程中搅拌头与工件表面解除的部分。
26、侧倾角tilt angle
搅拌头中心线与焊接工件表面的垂线之间的夹角，这个夹角在垂直于焊接方向的面上进行测量。
27、单道焊single-run welding
经过一次焊接完成的焊缝。
28、单搅拌头single spindle
只有一个搅拌头的搅拌摩擦焊焊接系统。
29、标准焊接试验standard welding test
为了评定焊工技能水平而按标准进行焊接试验。
30、搅拌区域stirred zone
焊缝中发生剧烈变形的区域，该区域中等轴晶粒组织消失。
31、倾角tilt angle
在焊接方向反面，搅拌头中心线和工件表面垂线之间的角度。典型的倾角为0o~5o。
32、飞边 toe flash
搅拌摩擦焊焊接过程中沿着焊缝边缘挤出的材料。
图9 飞边
33、搅拌头 tool
搅拌摩擦焊中，由轴肩和搅拌针组成的旋转部分。
34、未填满 underfill
由于压入量过大，使得焊缝表面低于母材表面的现象。
35、焊接重叠区weld overlap area（WOA）
焊接过程中焊接结束区域与焊缝开始区域重叠。常见于管焊接、二维封闭曲线焊接。
图11 未填满
36、焊工welding operater
能完全操作机械或自动搅拌摩擦焊设备的人员。
37、焊接工艺规程welding procedure specification（WPS）
规范焊接过程的文件。搅拌摩擦焊焊接工艺规程（WPS）应包含以下内容：制造商信息、搅拌头规格、母材、设备编号、定位要求、旋转速度、焊接速度、轴向力（或压入量）、倾角、停留时间。
38、搅拌头旋转方向 direction of tool rotation
从驱动搅拌头旋转的主轴方向观察到的旋转方向。
39、搅拌头旋转速度 rotational speed
搅拌头每分钟旋转的转数。
40、焊接速度 welding speed
沿着焊接方向焊接操作的进给速率。
41、线性错边 linear misalignment
两块焊接试件发生错位，虽然两试件表面所在平面是平行的，但它们并不在同一平面，见图5。
42、S 线 joint line remnant
焊缝中细小的断断续续的氧化物层，见图6。
43、隧道型缺欠 elongated cavity
沿焊接方向塑性金属流动未填满焊缝形成的类似隧道的孔洞
44、表面沟槽surface furrow
焊缝表面出现的类似沟槽的缺欠。
ISO25239-1:2011
目前最先进的焊接工艺，搅拌摩擦焊，你知道原理吗 搅拌摩擦焊是由英国焊接技术研究所于1991年发明的新型焊接技术，其原理如下图所示。 一根安装在主轴上的形状为蜗杆形式的搅拌针在一定压力下被插入焊缝位置，搅拌针的长度一般要比焊缝深度略浅，以此来保证主轴的轴肩能紧贴被焊接的工件表面。当工件与搅拌针和轴肩摩擦生热，焊缝附近的材料会因受热产生严重的塑性变形，但是，并不是熔化，只是成为一种“半流体”的状态，随着主轴带动搅拌针沿着焊缝的走向进给，搅拌针不断把已经处于“半流体”状态的材料搅拌到身后，当主轴离开后，这些材料将冷却固化，从而形成一条稳定的焊缝。
大家都知道，以铝合金和镁合金为代表的轻质合金是航空航天器的主要结构材料之一。然而这些轻质合金的可焊性都非常差，传统的各种熔焊工艺都无法从根本上杜绝热裂纹、气孔和夹渣等这些焊接缺陷的产生，需要靠操作者具有非常高超的技术和工艺才能保证焊接质量。并且，熔焊的高温会产生大量热量和有毒的烟气，这对操作者的身体健康也造成了很大的威胁。而搅拌摩擦焊的出现从根本上解决了这一系列问题。 其次，相较于传统熔焊工艺在焊缝附近形成重新铸造形态，搅拌摩擦焊由于主轴会给被焊接的工件部位施加一个很大的压力，所以在焊缝附近得到的是锻造形态，这种锻造形态组织比铸造形态组织致密得多，因而焊接后零件的机械性能也比传统熔焊工艺做出来的好得多。 而搅拌摩擦焊最大的优势体现在其本质是把机械能转化成焊接所需要的热能，所以可以用特定的公式相当准确的计算出焊接热及其引发的工件热变形的量，从而为事前的补偿和事后的纠正提供了几乎不依赖操作者经验的定量的依据，这是任何一种传统焊接工艺都望尘莫及的。
Location：pWPS No.： 焊接方法：t101 坡口准备和清理：机械加工、化学清洗Welding process：t101 preparation and cleaning：Machining，chemical clean 接头类型：BW 焊接设备：肯倍FastMig Pulse 350 Joint type：BW W elding Equipment: KEMPPI FastMig Pulse 350 焊接位置：PA 焊工姓名： Welding positions：PA Welder，s name： 母材规格（mm）：300*300*3 钨极种类/直径（mm）： Parent metal size（mm）：300*300*3 Tungsten electrode type/size： 母材质保书：GB5237 6063T5 焊材烘干规定： Base metal specification：GB5237 6063T5 Special baking or drying： 焊材质保书：ER5356 53M010512 清根情况： Filler material specification：ER5356 53M010512 Back gouping: 焊接工艺参数【Welding details】： Preheat temperature：Other information： 层间温度（℃）：基值电流/峰值电压： Interpass temperature：Base current/Peak voltage： 钨极种类/直径（mm）：脉冲频率： Tungsten electrode type/size：Pulse frequency： 干伸长度（㎜）：12 脉冲时间： D i s t a n c e c o n t a c t t u b e/w o r k p i e c e：12 Pulse time： 焊枪角度（°）：弧长/微调： Torch angle : Arc length/Fine adjust： 焊后热处理：摆动（焊道的最大宽度）（㎜）： Post-weld heat treatment：W e a v i n g(M a x i m u m w i d t h o f r u n): 时间、温度、方法：振动（振幅、频率、停留时间）： T im e、tem perature、m ethod：O s c i l l a t i o n（Am p l i t u d e,f r e q u e n cy,d w e l l t i m e）： 加热和冷却速度（℃/h）：等离子焊接细节： Heating and cooling rates：Torch angle： 制造商： Manufacture：
导师姓名：吴林 导师分类：材料加工工程哈尔滨工业大学 导师人气：77人看过，0人评论过 吴林教授电话：86402096 电邮：iret@https://www.doczj.com/doc/f0325700.html, 1953-1959 ：毕业于哈尔滨工业大学焊接专业 1978-1982 ：哈尔滨工业大学焊接专业讲师 1982-1985 ：哈尔滨工业大学焊接专业副教授 1985-1987 ：哈尔滨工业大学焊接专业教授 1985- 目前：哈尔滨工业大学材料加工工程学科硕士生导师 1987- 目前：哈尔滨工业大学材料加工工程学科博士生导师 1. 1992- 目前：国务院学位委员会学科评议组成员 2. 1999- 目前：国务院学位委员会委员 3. 2002- 目：黑龙江省学位委员会副主任 4. 1998- 目前：中国焊接学会前任理事长，现任执委 5. 1998-2001 ：国际焊接学会副主席，执委 1. 1986 年被中华人民共和国人事部授予中青年有突出贡献专家 2. 1989 年被授予全国先进工作者称号 -------------------------------------------------------------------------------- 学术兼职 -------------------------------------------------------------------------------- 学科 材料加工工程 -------------------------------------------------------------------------------- 研究方向 ------------------------------------------------------------------------------- 论著成果
搅拌摩擦焊 一、搅拌摩擦焊的定义及原理 搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是基于摩擦焊技术的基本原理，由英国焊接研究所（TWI）于1991年发明的一种新型固相连接技术。与常规摩擦焊相比，其不受轴类零件的限制，可进行板材的对接、搭接、角接及全位置焊接。与传统的熔化焊方法相比，搅拌摩擦焊接头不会产生与熔化有关的如裂纹、气孔及合金元素的烧损等焊接缺陷；焊接过程中不需要填充材料和保护气体，使得以往通过传统熔焊方法无法实现焊接的材料通过搅拌摩擦焊技术得以实现连接；焊接前无须进行复杂的预处理，焊接后残余应力和变形小；焊接时无弧光辐射、烟尘和飞溅，噪音低；因而，搅拌摩擦焊是一种经济、高效、高质量的“绿色”焊接技术，被誉为“继激光焊后又一次革命性的焊接技术”。 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形状的焊头(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。 二．搅拌摩擦焊焊接过程 搅拌摩擦焊是利用摩擦热作为焊接热源的一种固相连接方法，但与常规摩擦焊有所不同。在进行搅拌摩擦焊接时，首先将焊件牢牢地固定在工作平台上，然后，搅拌焊头高速旋转并将搅拌焊针插入焊件的接缝处，直至搅拌焊头的肩部与焊件表面紧密
接触，搅拌焊针高速旋转与其周围母材摩擦产生的热量和搅拌焊头的肩部与焊件表面摩擦产生的热量共同作用，使接缝处材料温度升高而软化，同时，搅拌焊头边旋转边沿着接缝与焊件作相对运动，搅拌焊头前面的材料发生强烈的塑性变形。随着搅拌焊头向前移动，前沿高度塑性变形的材料被挤压到搅拌焊头的背后。在搅拌头轴肩与焊件表层摩擦产热和锻压共同作用下，形成致密的固相连接接头。搅拌摩擦焊接过程如图所示: 三．搅拌摩擦焊工艺 （一）、搅拌摩擦焊接头形式 搅拌摩擦焊可以实现棒材一棒材、板材一板材的可靠连接，接头形式可以设计为对接、搭接、角接及T形接头，可进行环形、圆形、非线性和立体焊缝的焊接。由于重力对这种固相焊接方法没有影响，搅拌摩擦焊可以用于全位置焊接，如横焊、立焊、仰焊、环形轨道自动焊等。
ISO 25239-2:2011 搅拌摩擦焊—铝 第2部分：：焊接接头的设计狮子十之八九译 目录 前言 引言 1 范围 2 引用标准（略） 3 名词和术语 4 设计的要求 4.1 文件 4.2 接头的设计 4.3 附加的信息
ISO（国际标准化组织）是一个世界范围内的国家标准学会（ISO成员组织）的联合体。制定国际标准的工作经由ISO技术委员会归口负责。每个成员组织开发一个项目，由此便形成一个技术委员会，此成员组织有权代表该技术委员会。国际组织、政府与非政府机构协同ISO共同参与工作。ISO针对于电工标准化所有事宜和国际电工委员会（IEC）紧密合作。 本文件的起草符合ISO/IEC 指令中第2部分的相关规则。 由技术委员会通过国际标准草案提交成员国投票表决，需要得至少75%参加表决的成员国的同意，才能作为国际标准正式发布。 ISO25239-2是由国际焊接学会制订的，国际焊接学会已被ISO理事会批准为焊接领域的国际标准化机构。 ISO25239（总的的题目：搅拌摩擦焊—铝）系列标准有以下部分组成： ——第1部分：术语 ——第2部分：焊接接头的设计 ——第3部分：焊接操作工的资质 ——第4部分：焊接工艺评定 ——第5部分：质量和检验的要求 对于ISO25239的本部分的任何官方问题，应通过您所在国家标准委员会递交给ISO秘书处。
焊接广泛应用于工程结构制造。在第二十世纪后半叶以来，熔化焊接工艺（其中熔化指母材和通常是填充金属的熔化），主导了大量结构的焊接。在1991年，韦恩托马斯（Wayne Thomas）在TWI发明的摩擦搅拌焊接（FSW），其原理是固相连接技术（不熔化）。 随着FSW应用日益增加，产生了制订国际标准的需求，以确保其能以最有效的方式进行焊接，并在所有的操作方面进行合理的控制。本国际标准着重于铝的搅拌摩擦焊，因为在出版时，搅拌摩擦焊的大多数商业应用与铝有关。例如轨道车辆、消费品、食品加工设备、航空航天结构和船舶。 本系列标准包括以下部分： 第1部分：规定了FWS的术语 第2部分；规定了铝焊接接头的设计要求 第3部分：规定了焊接操作工的资质的要求 第4部分：规定了铝的焊接工艺评定的要求。焊接工艺规程（WPS）提供相关参数，以满足焊接操作和焊接过程中的质量控制。在质量体系标准中，焊接被认为是一个特殊过程。质量体系标准通常要求此特殊过程按照书面的工艺规程进行。冶金偏差是一个特殊的问题。由于在目前的技术水平下不可能对机械性能进行无损检测，因此在WPS投入实际生产之前，建立了一套焊接工艺评定的规则。ISO25239的这一部分定义了这些规则。 第5部分：规定了制造商使用FSW工艺生产特定质量的铝产品的能力的方法。它定义了特定的质量要求，但没有规定特定产品的质量要求。焊接结构在生产和维护过程中应有效的避免严重问题的出现。为了实现这一目标，应从设计阶段开始、从材料的选择、制造和检验各方面进行控制。例如，不合理的设计会造成产品在车间、现场或维护过程中严重的制造困难和昂贵的成本。不正确的材料选择会导致焊接问题，如裂纹。必须编制正确的焊接工艺，以避免缺欠。为了确保制造高质量的产品，管理人员应该了解潜在的问题来源，并建立适当的质量和检验工艺。其过程应进行监督，以确保焊接质量。
搅拌摩擦焊搅拌头研究综述 搅拌摩擦焊( Friction Stir Welding, 简称FSW) 是由英国焊接研究所( The Welding Institute, 简称TWI) 于1991 年提出的一种固态连接方法。通过搅拌针和轴肩与工件间的摩擦热, 在搅拌 针的附近形成塑性软化层, 软化层在搅拌头高速旋转的作用下填充入搅拌针后方所形成的空腔内, 从而实现可靠的连接。 与弧焊、激光焊、电子束、钎焊和扩散连接等传统焊接方法相比, 搅拌摩擦焊具有焊接温度低、接头残余应力小、焊接工件变形小，晶粒细小, 疲劳性能、拉伸性能和弯曲性能良好、无尘 烟、无气孔、无飞溅、节能、无需焊丝、焊接时不需使用保护气体、焊接后残余应力和变形小等优点。由于搅拌摩擦焊的焊接温度低 于合金元素的熔点, 从而避免了合金内易挥发性元素和低熔点元素的损失, 接头内不易形成气孔和热裂纹等焊接缺陷。由于搅拌摩擦焊的这些优点, 搅拌摩擦焊接头的力学性能较高, 并且能一次完成较长、较大截面、多方位的焊接, 操作便于机械化、自动化, 所消耗的成本也较低。 搅拌摩擦焊最初用于铝合金, 随着研究的深入, 搅拌摩擦焊不仅可以用于铝合金的焊接, 还可以用于铜、钛等其它金属以及不同金属之间的焊接。 搅拌头是搅拌摩擦焊的关键, 最优搅拌头是搅拌摩擦焊获得高质量接头的前提。搅拌头主要由轴肩和搅拌针两部分构成, 其几何形貌和尺寸不仅决定着焊接过程的热输入方式, 还影响 焊接过程中搅拌头附近塑性软化材料的流动形式, 对于给定板厚的材料来说,焊接质量和效率主要取决于搅拌头的形貌和几何设计。因而设计合理的搅拌头是提高焊接质量、获得高性能接头的前提和关键。 1 轴肩研究现状 轴肩在焊接过程中主要起两种作用: 1通过与工件表面间的摩擦, 提供焊接热源; o提供一个封闭的焊接环境, 以阻止高塑性软化材料从轴肩溢出。常见的几种轴肩形貌如图1 所示, 它们都是在搅拌针和轴肩的交界处中间凹入。在焊接过程中, 这种设计形式可保证轴肩端部下方的软化材料受到向内方向的力的作用,从而有利于将轴肩端部下方形成的软化材料收集到轴肩端面的中心以添充搅拌针后方所形成的空腔, 同时,可减少焊接过程中搅拌头内部的应力集中而保护搅拌针。对于特定的焊接材料, 为了获得最佳的焊接效果, 必须设计出与之相适应的特殊的轴肩几何形貌。 2 搅拌针研究现状 搅拌针在焊接过程中不仅通过与接合面间的摩擦来提供热输入, 更重要的是起到机械搅拌作用, 因而搅拌针的形貌和几何尺寸影响着塑性软化材料的流动形式和被切削材料的体积, 进而影响接头的力学性能。正是由于搅拌针在焊接过程中所发挥的复杂而重要的作用, 人们对搅拌摩擦焊的研究越来越深入, 设计出了多种形式的搅拌针, 以适应各种焊接状态。（1）、柱形搅拌针 搅拌针为柱形时的搅拌头形貌。在搅拌摩擦焊工艺应用的初始阶段, 柱形搅拌针应用得较为广泛, 然而在焊接过程中, 柱形搅拌针周围的软化材料受到指向焊缝根部的力较弱, 软化材料的流动性较差。 （2）、锥形螺纹搅拌针和三槽锥形螺纹 搅拌针(MX- TrifluteTM)是英国焊接研究所( TWI)淘汰柱形搅拌针后设计出的两种搅拌针形貌。锥形螺纹搅拌针和三槽锥形螺纹搅拌针的共同之处是它们都呈平截头体状( 或玻璃杯状) , 而且都带有螺纹。在搅拌针根部直径相同时, 平截头体状搅拌针切削的材料比柱形的
Location: pWPS No. ： 焊接方法： 坡口准备和清理： Welding process ： preparation and cleaning ： 接头类型： 焊接设备： Joint type ： Welding equipment ： 母材规格(㎜)： 夹紧装置： Parent metal size(㎜)： Clamping arrangement ： 母材质保书： 焊接位置： Base metal specification ： Welding positions ： 搅拌头材料 : 焊工姓名： Tool Material: Welder ， s name ： Preheat temperature(℃)： Other information ： 预热维护温度(℃) ： 基值电流/峰值电压： Preheat maintenance temperature (℃) ： Base current/Peak voltage ： 层间温度(℃)： 脉冲频率(Hz)： Interpass temperature(℃)： Pulse frequency(Hz)： 焊前热处理： 脉冲时间(ms)： Pre-weld heat treatment ： Pulse time(ms)： 焊后热处理： 弧长/微调： Post-weld heat treatment ： Arc length/Fine adjust ： 时间、温度、方法： 摆动（焊道的最大宽度）(㎜)： T im e 、tem perature 、m ethod ： W e a v i n g (M a x i m u m w i d t h o f r u n ) (㎜): 加热和冷却速度(℃/h)： 振动（振幅、频率、停留时间）： Heating and cooling rates(℃/h)： O s c i l l a t i o n （Am p l i t u d e , f r e q u e n cy , d w e l l t i m e ）： 制造商： Manufacture ：
成人高等教育 毕业论文开题报告 题目：低碳钢表面电弧堆焊耐磨层工艺 及组织性能分析 专业焊接技术与工程 类别专升本 层次本科 学生孔伟 函授站济宁函授站 学号C1002492101 指导教师苗现华 开题报告日期2012年4月20日 哈尔滨工业大学 2012年4月
说明 一、开题报告应包括下列主要内容： 1．课题来源及研究的目的和意义； 2．国内外在该方向的研究现状及分析； 3．主要研究内容； 4．研究方案及进度安排，预期达到的目标； 5．为完成课题已具备和所需的条件和经费； 6．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施； 7．主要参考文献。 二、对开题报告的要求 1．开题报告的字数应在3000字以上； 2．阅读的主要参考文献应在10篇以上，其中外文资料原则上应不少于三分之一。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。 3．参考文献按在开题报告中出现的次序列出； 4．参考文献书写顺序：序号作者.文章名.学术刊物名.年，卷（期）：引用起止页。 三、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。 四、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交成人教育学院教学调度保存， 以备检查。 指导教师评语：
指导教师签字：检查日期： 哈尔滨工业大学毕业设计开题报告表 论文题目低碳钢表面电弧堆焊耐磨层工艺及组织性能分析一、选题背景和意义 随着国家经济的发展，建筑业也得到了蓬勃发展。混凝土泵就是用于建筑的一种机械—高远距离输送混凝土的机械，耐磨环(板)就是其中的重要零件这一。它需要具有高硬度、高耐磨特性。我的论文就是以此作为切入点，通过在碳钢表面堆焊耐磨层从而达到耐磨板的高硬度、高耐磨要求，使其寿命增加，节约资源，提高生产力。 堆焊是用焊接方法在母材表面堆敷一层具有一定性能材料的工艺过程。其目的在于增加零件的耐磨、耐热、耐腐蚀等方面的性能。如今，堆焊在冶金机械、矿山机械、农业机械等方面得到了广泛应用。堆焊的物理本质、冶金过程和热过程的基本规律，与一般焊接工艺无区别。但是，堆焊的主要目的在于发挥表面堆焊合金的性能，故有以下特点: 1)堆焊层合金成份是决定堆焊效果的主要因素 2)尽最降低稀释率; 3)堆焊层易开裂。由此可看出，堆焊工艺就显得尤为重要。 一、课题关键问题及难点 本实验的目的是使堆焊层的硬度达到要求硬度，这就需要选出一种最好的焊接工艺，在多层堆焊的过程中，过渡层的性能不好控制，最外层的性能不容易达到焊材的性能。
95年 1．什么是熔渣的碱度？为什么焊接合金钢是希望采用碱性熔渣？ 2．试述焊缝中形成气孔的机理 3．结？？2，结？？7各用什么做脱氧剂？为什么 4．为什么钢材焊接冷裂纹在近缝区产生 5．如何选择16Mn钢及15MnVN钢的焊接线能量 96年 1．名词解释 1焊接温度场2焊接线能量3层状撕裂4碳当量5短渣 2什么是熔合比？融合比与那些因素有关？融合比对焊缝质量有何影响 3说明熔合区的形成及及对焊接接头性能的影响， 4。什么是焊接热影响取得粗晶脆化？为了减少粗晶脆化的影响，对热处理特性不同的钢材在确定焊接规范参数时应遵循什么原则 5试述焊接延迟裂纹的影响因素及防止措施 6试分析比较低碳调质钢的冷裂倾向 97年 1．试述在焊接钢材的氢对焊接质量的影响及控制措施 2．说明结晶裂纹的特性及影响因素 3．分析说明焊缝中形成气孔的影响因素 4．分析比较结**2与结**7两种典型焊条的工艺性能 5．试述预防和减小焊接变形的措施 98年 1．分析说明温度及熔渣性质对扩散氧化的影响 2．试述焊接熔池结晶的特点。结晶方向及晶粒成长线速度 3．试述16Mn钢焊接热影响区的组织分布及性能 4．用应力扩散理论解释冷裂纹的氢致延迟开裂机理，并叙述如何防止焊接冷裂纹 5．绘制并分析低碳钢Q235平厚板平面多层焊对接头中AO线上的焊接残余应力分布状况，并阐述采用什么焊的街头（坡口）设计及其焊接工艺措施可以减小其焊接残余应力的措施。可以减小其焊接残余应力的数值 02年考研题 1．按功能成分举例说明焊条药皮组成物有哪几种 2．论述熔渣性质和温度对氧化还原反应的影响 3．分析HY80低碳钢的焊接问题并提出解决方案 4 5 02年期末诗体 1．试述S。P在焊缝中的危害及控制措施 2．产生气孔的影响因素及防治措施 3．为什么延迟裂纹在钢材热影响区产生 4．以铝合金热裂纹的产生条件谈防治措施和工艺措施 5．奥氏体不锈钢的晶间腐蚀机理及控制措施 05年 1. 简答焊接热影响区各分区组织特点
Trans. Nonferrous Met. Soc. China 22(2012) 1064í1072 Correlation between welding and hardening parameters of friction stir welded joints of 2017 aluminum alloy Hassen BOUZAIENE, Mohamed-Ali REZGUI, Mahfoudh AYADI, Ali ZGHAL Research Unit in Solid Mechanics, Structures and Technological Development (99-UR11-46), Higher School of Sciences and Techniques of Tunis, Tunisia Received 7 September 2011; accepted 1 January 2011 Abstract: An experimental study was undertaken to express the hardening Swift law according to friction stir welding (FSW) aluminum alloy 2017. Tensile tests of welded joints were run in accordance with face centered composite design. Two types of identified models based on least square method and response surface method were used to assess the contribution of FSW independent factors on the hardening parameters. These models were introduced into finite-element code “Abaqus” to simulate tensile tests of welded joints. The relative average deviation criterion, between the experimental data and the numerical simulations of tension-elongation of tensile tests, shows good agreement between the experimental results and the predicted hardening models. These results can be used to perform multi-criteria optimization for carrying out specific welds or conducting numerical simulation of plastic deformation of forming process of FSW parts such as hydroforming, bending and forging. Key words: friction stir welding; response surface methodology; face centered central composite design; hardening; simulation; relative average deviation criterion 1 Introduction Friction stir welding (FSW) is initially invented and patented at the Welding Institute, Cambridge, United Kingdom (TWI) in 1991 [1] to improve welded joint quality of aluminum alloys. FSW is a solid state joining process which was therefore developed systematically for material difficult to weld and then extended to dissimilar material welding [2], and underwater welding [3]. It is a continuous and autogenously process. It makes use of a rotating tool pin moving along the joint interface and a tool shoulder applying a severe plastic deformation [4]. The process is completely mechanical, therefore welding operation and weld energy are accurately controlled. B asing on the same welding parameters, welding joint quality is similar from a weld to another. Approximate models show that FSW could be successfully modeled as a forging and extrusion process [5]. The plastic deformation field in FSW is compared with that in metal cutting [6í8]. The predominant deformation during FSW, particularly in vicinities of the tool, is expected to be simple shear, and parallel to the tool surface [9]. When the workpiece material sticks to the tool, heat is generated at the tool/workpiece contact due to shear deformation. The material becomes in paste state favoring the stirring process within the thermomechanically affected zone, causing a large plastic deformation which alters micro and macro structure and changes properties in polycrystalline materials [10]. The development of the mechanical behavior model, of heterogeneous structure of the welded zone, is based on a composite material approach, therefore it must takes into account material properties associated with the different welded regions [11]. The global mechanical behavior of FSW joint was studied through the measurement of stress strain performed in transverse [12,13] and longitudinal [14] directions compared with the weld direction. Finite element models were also developed to study the flow patterns and the residual stresses in FSW [15]. B ased on all these models, numerical simulations were performed in order to investigate the effects of welding parameters and tool geometry on welded material behaviors [16] to predict the feasibility of the process on various shape parts [17]. Corresponding author: Mohamed-Ali REZGUI; E-mail: mohamedali.rezgui@https://www.doczj.com/doc/f0325700.html, DOI: 10.1016/S1003-6326(11)61284-3
第一档次：哈工大、清华、天大、上交大、哈焊所；第二档次：、北航、南理、华南理工（电源方面不错）、江苏科技大学、（北京工业大学）、（西交大）、（华科）；第三档次：西工大（铸造）、东北大（材料成型及钢铁冶金）、北理、吉大（锻压比焊接强）、中南、重大、武大、川大、武理、山大、北科、大连理工、兰州理工、南航（有些是985院校，有些是211里的名校，它们都开设焊接专业了，但各个学校焊接专业的实力到底怎么样真的不清楚） 第四档次：中国石油大学（华东）、太原理工、湘潭大学、南航大学、河海大学、南昌大学、中国矿大、沈阳工业大学、大连交通大学、浙江工业大学、河北工业大学、太原科技、西南交大、佳木斯大学，哈理工、西安理工…………（非985院校，有些是211的，有些不是） 哈工大的材料加工最好的当属焊接，有全国唯一的国家重点实验室。本科毕业待遇就很不错了，硕士生就更不用说了，听说企业都是抢着要，他们毕业之前工作早就签好了。不过确实比较难考。 天大的材料加工（焊接）也很不错，关键是差额复试比例一般为1：1.2，这个比例还是比较合理的（哈工大复试差额比例好像是1：2）。考个350左右就比
较保险了。 上交的焊接实力比较强，但上交材料加工的专业里貌似锻压的实力是最强的 北航的焊接实力也很强，航空航天里需要焊接技术的地方还是挺多的 另外说明一点的是，最近几年天大、哈工大对英语的要求逐渐下降，而上交则一直要求比较高。对于变态的考研英语始终学不明白的同学应该好好考虑考虑，千万别在英语上卡住了！(天津、北京、上海都是A区，而黑龙江是B区，阅卷尺度相对松些) 10年上交的英语分数线为50，哈工大和天大都是45；09年上交和哈工大的英语分数线为50，天大则为45；08年上交是55，哈工大和天大都是50；07年上交还是55，哈工大则为52分，天大为50分；
《高效焊接方法大作业》 ——冷金属过渡技术 院系：材料学院焊接系 组员：XXX 日期：2014 .6 .18
冷金属过渡技术简介 摘要：Fronius 公司CMT(Coid Metai Transfer)冷金属过渡技术是在MIG/MAG 基础上开发的种革新技术第一次将送丝运动与熔滴过渡过程进行数字化协调焊接热输入量大幅降低，可实现0.3 mm以上薄板的无飞溅、高质MIG/MAG 熔焊和MIG钎焊。 关键词：CMT 冷金属过渡焊丝回抽 1、前言 由Fronius公司在2004年欧洲板材技术博览会上展示的CMT冷金属过渡焊接技术是一种无焊渣飞溅的新型焊接工艺技术。所谓冷金属过渡，指的是数字控制方式下的短电弧和焊丝的换向送丝监控。其中的换向送丝系统由前、后两套协同工作的焊丝输送机构组成，从而使焊丝的输送过程呈间断的送丝。后送丝机构按照恒定的送丝速度向前送丝，前送丝机构则按照控制系统的指令以70Hz的频率控制着脉冲式的电焊丝输送。 数字式焊接控制系统能够知道电弧生成的开始时间，自动降低焊接电流，直到电弧熄灭，并调节中脉冲式的焊丝输送，这种脉冲式焊丝输送有效改善了焊丝熔滴的过渡。在熔滴从焊丝上滴落之后，数字控制系统再次提高焊接电流，并进一步将焊丝向前送出。之后，重新生成焊接电弧，开始新一轮的焊接过程。这种“冷-热”之间的交替变化大大降低了焊接热的产生，并减少了焊接热在被焊接件中的传导。除此之外，还可实现多种功能：可正确的设置熔滴的参数，实现更好的焊缝厚度过渡，并具有很高的焊接速度且不产生任何飞溅。据Fronius 公司介绍，该设备极大的提高了焊接的生产能力，并可有效保证被焊件的焊接质量。 2、CMT的技术原理 CMT冷金属过渡技术是在短路过渡基础上开发的,普通的短路过渡过程是:焊丝熔化形成熔滴,熔滴同熔池短路,短路桥爆断,短路时伴有大的电流(大的热输入量)和飞溅。而CMT过渡方式正好相反,在熔滴短路时,数字化电源输出电流几乎为零,同时焊丝的回抽运动帮助熔滴脱落,消除了飞溅产生的因素。CMT焊同普通MIG/MAG焊有三个明显的不同: (1)首次将送丝的运动同熔滴过渡过程相结合。使用CMT工艺,焊丝的送丝/回抽动作影响焊接过程。换句话说,熔滴的过渡过程是由送
激光焊接基础李俐群哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室 你应该知道： 1. 激光可以进行哪些加工？ 2. 常用的工业激光器有哪些？各有什么样的加工特点？ 3. 激光深熔焊的主要物理特征是什么？ 4. 激光焊接的主要问题是什么？ 激光加工技术在工业中的应用 工业激光加工技术焊接切割成形快速成形熔覆修复表面硬化打标 激光加工技术应用概述各种加工方法的适用范围 为什么要采用激光 为什么要采用激光自动化程度高 为什么要采用激光高度的灵活性 为什么要采用激光高精度 为什么要采用激光生产率高 为什么要采用激光革新传统加工方式 为什么要采用激光革新传统加工方式 世界激光加工技术的发展现状工业激光器的市场分布激光器制造商：美国：PRC PRAMA 德国：TRUMPF （HAAS） ROFIN-SINAR IPG 英国：LUMONICS 中国：大族、楚天 世界激光加工技术的发展现状各种加工方法的应用比例打孔其它 9% 雕刻3% 12% 微处理 14% 打标 24% 切割 24% 焊接 14% 激光在汽车加工中的应用
激光束的基本物理特性 光束的模式通常把光波场的空间分布分解为沿传播方向的分布和垂直于传播方向的横截面内的分布，分别称为纵模和横模。光腔的横模代表了激光束光场的横向分布规律，对激光加工影响极大。光腔的纵模主要影响激光的频率，与激光加工关系很小。 光束的模式气体激光束的模式 CO2激光通常用TEMmn 表示横模的光场分布，TEM 是横电磁波“Transverse Electromagnetic Wave”的缩写，m、n为正整数。横模可以是轴对称的，也可以是对光轴旋转对称的。气体激光的光能横向分布 光束的模式光强气体激光束的模式不论是轴对称还是旋转对称，其 TEM00模是一致的，称为基模。一束沿方向传播的基模光束的光强可表示为：光斑半径? 2( x 2 + y 2 ? 2P exp ? ? I ( x, y , z = 2 πω ( z ω 2 ( z ??? TEM00 光束的模式气体激光束的模式 TEM01 TEM00 光束的模式气体激光束的模式 光束的模式固体激光束的模式 YAG等固体激光器，其光能的空间分布则远为复杂，不能用简单的数学公式描述。因为固体激光棒不可避免地存在很多缺陷，折射率不均匀，在光泵作用下受热而产生光程变化和双折射等。固体激光的光能横向分布 光束质量评定 (1 光束传播系数K、光束衍射极限倍数M，定义如下：1 λ 1 K= 2 = ? M π w0 ? Θ0 通常K值范围：0.1～1， M2范围：1～10 K或M2为1，光束质量实际达到衍射极限。 (2光束参数积(BPP-Beam Parameter Product 决定激光加工适用范围光束半径 BPP=wo ? Θ0 = λ K ?π = M ?λ 2 ? ( z 激光束腰π ?0 θ∞ 远场发散角光轴 z0 光束质量评定光束参数积与激光功率决定加工范围
搅拌摩擦焊的现状与发展
搅拌摩擦焊的现状与发展 中国工程院院士（研究员）关桥 高级工程师栾国红 摘要: 搅拌摩擦焊技术发明至今14年以来，无论在国外还是在国内，已经成功跨出试验研究阶段，发展成为在铝合金结构制造中可以替代熔焊技术的工业化实用的固相连接技术；这项新型的焊接技术在航空航天飞行器、高速舰船快艇、高速轨道列车、汽车等轻型化结构以及各种铝合金型材拼焊结构制造中，已经展示出显著的技术和经济效益，诸如：根除了熔焊所固有的焊接缺陷（气孔、凝固裂纹等）、提高了接头和结构的连接质量、降低了焊接变形等;并且在其他轻金属如镁、铜、锌等材料结构的制造中也正在实施工程化应用。 与搅拌摩擦焊相适应的焊接新装备和搅拌工具的发展也非常快，为实施搅拌摩擦焊工艺方案（如消除搅拌匙孔）及提高各类材料接头的质量，各种类别的新型搅拌摩擦焊接设备、自动化装置及机器人搅拌摩擦焊机等相继问世。 搅拌摩擦焊目前的发展目标之一是攻克在高熔点金属材料连接中的难题，诸如：普通碳钢、不锈钢、钛合金、甚至高温合金等结构材料的固相连接，进一步优化搅拌工具的型体设计与材料选取，以及焊接过程参数的监控及焊接质量实时检测和控制,制订标准。 关键词：搅拌摩擦焊铝合金焊接轻金属焊接 0 前言 1991年,英国焊接研究所（The Welding Institute-TWI）发明了搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding-FSW），这项杰出的焊接技术发明正在为世界制造技
术的进步做出贡献。 在国外,搅拌摩擦焊已经在诸多制造领域达到规模化、工业化的应用水平。如在船舶制造领域，在1996年搅拌摩擦焊就在挪威MARINE公司成功地应用在铝合金快速舰船的甲板、侧板等结构件的流水线制造。在轨道车辆制造领域，日本HITACHI公司首先于1997年将搅拌摩擦焊技术应用于列车车体的快速低成本制造，成功实现了大壁板铝合金型材的工业化制造。在世界宇航制造领域，搅拌摩擦焊已经成功代替熔焊实现了大型空间运载工具如运载火箭和航天飞机等的大型高强铝合金燃料贮箱的制造，波音公司的DELTA II型和IV型火箭已经全部实现了搅拌摩擦焊制造，并于1999年首次成功发射升空。2000年世界汽车工业，如美国TOWER汽车公司等就利用搅拌摩擦焊实现了汽车悬挂支架、轻合金车轮、防撞缓冲器、发动机安装支架以及铝合金车身的焊接。2002年8月，美国月蚀航空公司利用FSW技术研制出了全搅拌摩擦焊轻型商用飞机，并且首次试飞成功。―――――――――――――――――――――――――――― 1 中国工程院院士,研究员 2 中国搅拌摩擦焊中心（北京赛福斯特技术有限公司） 高级工程师 截至2004年9月，全世界约有130家各个行业的公司和大学、研究机构获得了英国焊接研究所授权的搅拌摩擦焊非独占性专利许可。已经有多个国家如：英国、美国、法国、德国、瑞典、日本和中国等, 把搅拌摩擦焊技术扩大应用的同
ISO 25239-4:2011 搅拌摩擦焊—铝 第4部分：焊接工艺评定 狮子十之八九译 目录 前言 引言 1 范围 2 引用标准（略） 3 名词和术语 4 符号和缩写 5 焊接工艺评定及过程 5.1 概述 5.2 pWPS中技术内容 6 基于焊接工艺试验的评定 6.1 概述 6.2 试件 6.3 试件的检验和试验 6.4 认可范围 6.5 焊接工艺评定报告 7 基于预生产试验的评定 7.1 概述 7.2 试样 7.3 试件的检验和试验 7.4 认可范围 7.5 焊接工艺评定报告 附录A（信息）预备焊接工艺评定 附录B（信息）非破坏试验 附录C（信息）搭接接头的锤击S弯曲试验附录D（信息）焊接工艺评定报告格式 文献（略）
ISO（国际标准化组织）是一个世界范围内的国家标准学会（ISO成员组织）的联合体。制定国际标准的工作经由ISO技术委员会归口负责。每个成员组织开发一个项目，由此便形成一个技术委员会，此成员组织有权代表该技术委员会。国际组织、政府与非政府机构协同ISO共同参与工作。ISO针对于电工标准化所有事宜和国际电工委员会（IEC）紧密合作。 本文件的起草符合ISO/IEC 指令中第2部分的相关规则。 由技术委员会通过国际标准草案提交成员国投票表决，需要得至少75%参加表决的成员国的同意，才能作为国际标准正式发布。 ISO25239-4是由国际焊接学会制订的，国际焊接学会已被ISO理事会批准为焊接领域的国际标准化机构。 ISO25239（总的的题目：搅拌摩擦焊—铝）系列标准有以下部分组成： ——第1部分：术语 ——第2部分：焊接接头的设计 ——第3部分：焊接操作工的资质 ——第4部分：焊接工艺评定 ——第5部分：质量和检验的要求 对于ISO25239的本部分的任何官方问题，应通过您所在国家标准委员会递交给ISO秘书处。