高强铝合金厚板变摩擦系数双轴肩FSW焊缝组织性能均匀性研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51405392
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0508.成形制造
- 结题年份:2017
- 批准年份:2014
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2015-01-01 至2017-12-31
- 项目参与者:刘金合; 贾建利; 邓存存; 杜鹏; 朱晓东;
- 关键词:
项目摘要
To solve the problems of nonhomogeneity of microstructure and properties along thickness direction by the single side friction stir welded (FSW), which has become a trouble for lightweight aerospace manufacturing and need to solve the key scientific and technological issues. Double shoulder friction stir welding, which presents relatively uniform thermal cycle and mechanical stir, was performed on high strength aluminum alloy thick plate for aerospace using the telescopic welding tool with the variable friction coefficient, different screw thread direction of pin and double shoulder. In the present research, microstructure evolution, macro and micro texture, second phase particles along thickness direction were investigated. Tensile testing of the whole joint as well as three slices through the plate thickness was also conducted. Texture analysis was calculated using the results of the orientation distribution function and Schmid factor, revealing the start of the weld material and quantitative analysis of tensile failure location and fracture mechanism. The systematic study was able to charify microstructure evolution law, recrystallization mechanisms, distribution of second phase particles and strengthening mechanisms, and also establish change laws for tensile properties, joint efficiency, strain hardening behavior and strain-rate sensitivity at different temperature and strain rates. The interaction relation mechanism between microstructure or mechanical properties and double-side friction stir welding were also obtained. An attempt was made to develop the associated control technology and the mechanism of homogenization of microstructure and mechanical properties through the plate thickness. These results may provide the supporting technology and fundamentals for the homogenization of microstructure and properties along thick direction of friction stir welded thick plate. The theoretical result is also helpful for expanding the applied range of FSW in the modern equipment manufacturing.
当前高强铝合金厚板单面搅拌摩擦焊(FSW)焊缝组织性能的不均匀性,已成为困扰航空航天领域轻量化复杂构件连接制造发展的难题和亟待解决的关键科学技术问题。为此,本项目提出采用变摩擦系数、不同螺纹旋向和双轴肩可伸缩搅拌头,开展沿板厚方向热力耦合相对均匀的双轴肩FSW研究。通过研究焊接工艺参数对焊缝成形的影响机制,沿板厚方向晶粒尺寸、第二相粒子形貌分布特征和织构演变,接头整体和分层切片拉伸性能以及断裂失效的定量分析。阐明双轴肩FSW焊缝沿板厚方向组织演变规律、再结晶机制、第二相粒子强化机制;揭示不同温度和应变速率时接头拉伸性能、硬化行为、应变速率敏感性的变化规律;获得双轴肩FSW工艺与焊缝组织结构分布特征、力学行为之间的内在相关性,及焊缝组织性能沿板厚方向均匀化机制,探索实现焊缝组织性能均匀化的控制技术途径。相关研究成果可为铝合金厚板FSW接头的均匀化制备提供理论依据、技术支撑,并拓展其应用范围。
结项摘要
针对高强铝合金厚板单面搅拌摩擦焊接(FSW)过程中沿板厚方向存在的上高下低温度梯度和不均匀塑性变形,形成组织结构不均匀的FSW焊缝,导致接头沿板厚方向力学性能存在较大的差异,进而降低其服役可靠性,本项目创新性地提出了热力耦合相对均匀的双轴肩FSW,实现高强铝合金厚板组织性能均匀的FSW焊缝制备。项目研究了双轴肩FSW用搅拌头设计制备、焊接工艺参数、温度分布特征、焊缝成形机理,沿板厚方向焊缝不同区域晶粒尺寸、再结晶机制、取向分布、织构组分、第二相粒子形貌分布等组织结构特征,接头整体和局部分层切片力学性能变化规律、拉伸应变、断口形貌和显微硬度分布云图,揭示了铝合金厚板双轴肩FSW焊缝热历史特征、成形机理与微观组织结构演变规律,接头整体和局部分层切片拉伸性能变化规律及其内在相关性、拉伸应变分布与演变规律、断裂机理和断裂失效位置的量化分析;阐明了双轴肩FSW工艺与焊缝热循环分布特征、焊缝成形、微观组织结构特征和力学行为的内在关联机制及沿板厚方向组织性能的均匀化机制,进而提出强化铝合金厚板FSW接头组织与力学性能均匀性的技术路线。项目的开展为铝合金厚板高质量、高寿命复杂结构件的先进固相焊接制备与工程应用提供新的思路和科学依据,丰富了FSW工艺相关数据和理论,有助于拓展FSW工艺的工程应用范围。本项目的研究成果先后发表在包括Metallurgical and Materials Transactions A,Journal of Materials Science & Technology在内的国际材料加工著名SCI期刊上,共计论文8篇;受邀国际和国内学术会议报告各1次;利用本项目的研究成果和基础,孵化了陕西省自然科学基金面上项目和入选了2016年人社部“香江学者计划”,前往香港理工大学从事两年的大塑性变形FSW铝合金厚板接头组织演变与力学行为响应合作研究。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Experimental study on temperature of stainless steel joints by tungsten insert gas and laser-tungsten insert gas hybrid welding
钨极气体保护焊和激光-钨极气体混合焊不锈钢接头温度实验研究
- DOI:10.1179/1432891715z.0000000001865
- 发表时间:2015
- 期刊:Materials Research Innovations
- 影响因子:--
- 作者:Xu W.;Liu J.
- 通讯作者:Liu J.
Microstructure and mechanical properties of laser beam welded TC4/TA15 dissimilar joints
激光焊接TC4/TA15异种材料接头的显微组织与力学性能
- DOI:10.1016/s1003-6326(16)64445-x
- 发表时间:2016-12
- 期刊:Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition)
- 影响因子:--
- 作者:XU Wei-feng;ZHANG Zhen-lin
- 通讯作者:ZHANG Zhen-lin
Corrosion Behavior of Top and Bottom Surfaces for Single-Side and Double-Side Friction Stir Welded 7085-T7651 Aluminum Alloy Thick Plate Joints
7085-T7651铝合金厚板单双面搅拌摩擦焊接头上下表面腐蚀行为
- DOI:10.1007/s11661-016-3921-9
- 发表时间:2017-01
- 期刊:Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science
- 影响因子:--
- 作者:Xu Weifeng;Zhang Wei;Wu Xiaoli
- 通讯作者:Wu Xiaoli
STUDY ON NONHOMOGENEITY OF LOW-CYCLE FATIGUE PROPERTIES ALONG THICKNESS DIRECTION OF PLATE FOR FRICTION STIR WELDED ALUMINUM ALLOY JOINT
铝合金搅拌摩擦焊接头板厚方向低周疲劳性能非均匀性研究
- DOI:10.11900/0412.1961.2014.00588
- 发表时间:2015-03
- 期刊:ACTA METALLURGICA SINICA
- 影响因子:2.3
- 作者:Xu Weifeng;Liu Jinhe;Chen Daolun
- 通讯作者:Chen Daolun
Effect of Welding Speed on Mechanical Properties and the Strain-Hardening Behavior of Friction Stir Welded 7075 Aluminum Alloy Joints
焊接速度对7075铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能及应变硬化行为的影响
- DOI:10.1007/s11665-017-2618-6
- 发表时间:2017-04-01
- 期刊:JOURNAL OF MATERIALS ENGINEERING AND PERFORMANCE
- 影响因子:2.3
- 作者:Xu, Weifeng;Li, Zhaoxi;Sun, Xiaohong
- 通讯作者:Sun, Xiaohong
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
厚板高强铝合金搅拌摩擦焊接研究现状
- DOI:--
- 发表时间:2011
- 期刊:Rejiagong Gongyi/hot Working Technology
- 影响因子:--
- 作者:朱宏强;刘金合;徐韦锋
- 通讯作者:徐韦锋
低功率激光-TIG电弧复合焊接不锈钢熔深研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:航空制造技术
- 影响因子:--
- 作者:徐韦锋;樊艳峰;罗晓娜;刘金合
- 通讯作者:刘金合
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}

内容获取失败,请点击重试

查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
徐韦锋的其他基金
高强铝合金厚板FSW长焊缝沿长度与板厚方向组织均匀化调控及服役性能响应
- 批准号:52075450
- 批准年份:2020
- 资助金额:58 万元
- 项目类别:面上项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}