铝合金搅拌摩擦焊接头的无损检测与缺陷表征
发布时间：2020-12-21 16:42
搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding,简称FSW）以及回填式搅拌摩擦点焊（Rifill Friction Stir Spot Welding,简称RFSSW）作为一种新型连接技术,广泛应用于航空航天领域的高强铝合金焊接。但是由于工艺参数设置不当、材料表面状况不佳以及操作人员操作不当等因素,使得FSW以及RFSSW接头中可能存在未焊透、隧道、孔洞、弱连接等缺陷,从而影响接头性能。这些缺陷的特点是细小、紧贴且位向复杂。因此,有效地检测出这些缺陷是推进FSW和RFSSW技术发展的关键因素。针对6.5mm厚的2024铝合金FSW焊接接头以及1mm+1mm搭接RFSSW接头,结合其常见的缺陷,采用渗透、X射线和超声相控阵等方法,对接头缺陷进行检测,并将检测结果与破坏性检测结果进行了对比分析。通过研究渗透、X射线和超声相控阵检测的工艺参数对缺陷检测结果的影响规律,并结合几种检测方法对接头缺陷的检测。结果表明,渗透检测能够成功检出未焊透缺陷;X射线检测能够成功检测出隧道缺陷和夹杂缺陷;超声相控阵检测能够成功检测出未焊透缺陷、隧道缺陷以及夹杂缺陷,并对未焊透缺陷和隧道缺陷进行了准确定...
【文章来源】： 屈祎昕 河北科技大学
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
飞边缺陷
匙孔
4图1-3匙孔表面沟槽：表面沟槽缺陷产生的原因一般是：搅拌头的旋转速度过慢、焊接速度过快、轴向压力较小以及试件装配过程中横向压力过小导致焊接过程中对接在一起的两块试板由于轴肩的压力作用产生缝隙。如图1-4所示。转速过慢、焊接速度过快以及轴向压力较小会导致焊接过程中热输入量较小，不能更好地使接头部分的金属充分达到热塑性，所示使得接头部位的金属流动性下降，接头部分金属不能很好地填充至整个接头，从而形成表面沟槽缺陷。而横向压力不足则使得焊接过程中接头部分的热塑性金属不足以填充被压宽了的接头，形成表面沟槽缺陷。图1-4表面沟槽FSW接头中的表面缺陷有由于搅拌头形状产生的固有缺陷，也有因为焊接工艺参数选择不当形成的缺陷，这些缺陷会在实际生产中严重降低接头的整体性能。但是由于其产生的位置是接头的表面，在焊接工作完成后便可以直观的看到缺陷存在的形式以及位置，相对较容易发现并及时调整参数。所以这类缺陷不需要进行进一步的检测工作。因此此类缺陷不作为本文重点研究对象。(2)内部缺陷接头的内部缺陷指的是隐藏在接头内部的缺陷，无法直观的用肉眼观察到，只能通过无损检测的方法发现。铝合金FSW中内部缺缺陷主要有以下几种：隧道型缺陷：隧道型缺陷的产生与焊接工作之前的装配工作、搅拌头的形状以及最重要的焊接工艺参数有关。隧道型缺陷产生的原因是由于焊接速度过快，焊接速度过快导致局部的热输入量降低，使得接头焊核部分在塑性的过程中降低塑性化。这种缺陷表现为由于接头内部缺料造成的在接头内部沿焊接方向呈现连续的线条状孔洞缺陷。总而言之，焊接速度过大同时搅拌头转速过小时，接头内部容易形成贯穿前后的隧道型缺陷[21,22]。如图1-5所示。隧道型缺陷也可以理解为孔洞型缺陷沿着
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属材料超声无损检测技术应用研究[J]. 王力. 南方农机. 2019(17)
[2]超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用研究[J]. 赵顺利. 中国建材科技. 2019(04)
[3]航空复合材料无损检测与评估技术研究进展回顾[J]. 刘松平,刘菲菲,李乐刚,杨玉森. 航空制造技术. 2019(14)
[4]无损检测中焊缝X射线底片数字化仪及焊缝图像缺陷检测识别系统[J]. 张立新. 西安工业大学学报. 2019(03)
[5]金属材料焊接中超声无损检测技术的应用[J]. 张立杰. 世界有色金属. 2019(08)
[6]磁粉检测与渗透检测在工程机械结构件无损检测中的应用[J]. 马国,贾华东,卢长煜,陈理想,张贵芝,张立平,杨超. 无损检测. 2019(02)
[7]2024铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头组织和性能研究[J]. 任香会,李继忠,董春林,谭锦红. 热加工工艺. 2018(23)
[8]焊缝超声波无损检测中典型缺陷性质的波形识别[J]. 施鹏. 建材与装饰. 2018(42)
[9]国内焊接缺陷声学无损检测研究综述[J]. 迟大钊,齐聪成. 精密成形工程. 2018(01)
[10]衍射时差法超声波检测与射线检测在承压设备检测中的应用对比分析[J]. 陈贤洮,刘国栋,邓燕燕,王清栋,刘绍华. 焊接技术. 2017(11)
硕士论文
[1]铝/镁合金RFSSW接头组织和力学性能研究[D]. 艾鑫鑫.沈阳航空航天大学 2018
[2]2A12-T4铝合金回填式搅拌摩擦点焊工艺及机理研究[D]. 罗凌云.哈尔滨工业大学 2018
[3]7XXX铝合金搅拌摩擦焊焊接接头组织与性能研究[D]. 孙鲁怡.北京交通大学 2017
本文编号：2930154
【文章来源】： 屈祎昕 河北科技大学
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
飞边缺陷
匙孔
4图1-3匙孔表面沟槽：表面沟槽缺陷产生的原因一般是：搅拌头的旋转速度过慢、焊接速度过快、轴向压力较小以及试件装配过程中横向压力过小导致焊接过程中对接在一起的两块试板由于轴肩的压力作用产生缝隙。如图1-4所示。转速过慢、焊接速度过快以及轴向压力较小会导致焊接过程中热输入量较小，不能更好地使接头部分的金属充分达到热塑性，所示使得接头部位的金属流动性下降，接头部分金属不能很好地填充至整个接头，从而形成表面沟槽缺陷。而横向压力不足则使得焊接过程中接头部分的热塑性金属不足以填充被压宽了的接头，形成表面沟槽缺陷。图1-4表面沟槽FSW接头中的表面缺陷有由于搅拌头形状产生的固有缺陷，也有因为焊接工艺参数选择不当形成的缺陷，这些缺陷会在实际生产中严重降低接头的整体性能。但是由于其产生的位置是接头的表面，在焊接工作完成后便可以直观的看到缺陷存在的形式以及位置，相对较容易发现并及时调整参数。所以这类缺陷不需要进行进一步的检测工作。因此此类缺陷不作为本文重点研究对象。(2)内部缺陷接头的内部缺陷指的是隐藏在接头内部的缺陷，无法直观的用肉眼观察到，只能通过无损检测的方法发现。铝合金FSW中内部缺缺陷主要有以下几种：隧道型缺陷：隧道型缺陷的产生与焊接工作之前的装配工作、搅拌头的形状以及最重要的焊接工艺参数有关。隧道型缺陷产生的原因是由于焊接速度过快，焊接速度过快导致局部的热输入量降低，使得接头焊核部分在塑性的过程中降低塑性化。这种缺陷表现为由于接头内部缺料造成的在接头内部沿焊接方向呈现连续的线条状孔洞缺陷。总而言之，焊接速度过大同时搅拌头转速过小时，接头内部容易形成贯穿前后的隧道型缺陷[21,22]。如图1-5所示。隧道型缺陷也可以理解为孔洞型缺陷沿着
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属材料超声无损检测技术应用研究[J]. 王力. 南方农机. 2019(17)
[2]超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用研究[J]. 赵顺利. 中国建材科技. 2019(04)
[3]航空复合材料无损检测与评估技术研究进展回顾[J]. 刘松平,刘菲菲,李乐刚,杨玉森. 航空制造技术. 2019(14)
[4]无损检测中焊缝X射线底片数字化仪及焊缝图像缺陷检测识别系统[J]. 张立新. 西安工业大学学报. 2019(03)
[5]金属材料焊接中超声无损检测技术的应用[J]. 张立杰. 世界有色金属. 2019(08)
[6]磁粉检测与渗透检测在工程机械结构件无损检测中的应用[J]. 马国,贾华东,卢长煜,陈理想,张贵芝,张立平,杨超. 无损检测. 2019(02)
[7]2024铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头组织和性能研究[J]. 任香会,李继忠,董春林,谭锦红. 热加工工艺. 2018(23)
[8]焊缝超声波无损检测中典型缺陷性质的波形识别[J]. 施鹏. 建材与装饰. 2018(42)
[9]国内焊接缺陷声学无损检测研究综述[J]. 迟大钊,齐聪成. 精密成形工程. 2018(01)
[10]衍射时差法超声波检测与射线检测在承压设备检测中的应用对比分析[J]. 陈贤洮,刘国栋,邓燕燕,王清栋,刘绍华. 焊接技术. 2017(11)
硕士论文
[1]铝/镁合金RFSSW接头组织和力学性能研究[D]. 艾鑫鑫.沈阳航空航天大学 2018
[2]2A12-T4铝合金回填式搅拌摩擦点焊工艺及机理研究[D]. 罗凌云.哈尔滨工业大学 2018
[3]7XXX铝合金搅拌摩擦焊焊接接头组织与性能研究[D]. 孙鲁怡.北京交通大学 2017
本文编号：2930154
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