搅拌摩擦焊接头缺陷分析

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1、上半月出版Casting·Forging·Welding金属铸锻焊技术●失效分析●搅拌摩擦焊接头缺陷分析达朝炳（中石油中亚天然气管道有限公司，北京100011）摘要：通过对搅拌摩擦焊接焊缝中的缺陷进行分析研究，认为其缺陷主要分为外观缺陷与内部缺陷，并进一步对其缺陷位置、形态及出现原因给予了说明。关键词：搅拌摩擦焊；焊接缺陷；隧道形缺陷中图分类号：TG453+.9文献标识码：A文章编号：1001-3814(2009)05-0133-02AnalysisofJointDefectsofFrictionStirWeldingDAChaobing(Trans-Asiagaspipelinec

2、ompanylimited,Beijing100011,China)Abstract：Thepapermainlyconcentratesonthedefectsgenerallyappearedintheweldofthefictionstirwelding.Thedefectscanbedefinedasexternalandinternaldefectsintermsoftheirpositions,furthermore,theformationmechanism,structurefeatureandthelocationofdefectswerealsodemonstra

3、ted.Keywords：frictionstirwelding;weldingdefect;tunneltypedefects搅拌摩擦焊(FSW)是基于摩擦焊技术的一种FSW表面缺陷一般包括：飞边、表面V形沟固相塑性连接技术。虽然FSW与常规焊接方法渠、表面过热、未焊透等。飞边是由于搅拌头下压相比具有很多优点，如焊缝中不会出现裂纹、夹量大，致使沿搅拌头前进侧出现母材成薄片丝状渣、咬边、未焊合及气孔等缺陷，但当焊接工艺选脱离焊缝表面。焊接中容许出现一定的飞边量，以择不当时，在焊缝内部还是会出现隧道型孔洞、疏保证搅拌头轴肩与表面充分接触摩擦，提供焊接松组织或表面沟渠型缺陷、两侧过多飞边

4、等缺陷，所需的部分热量；但飞边量过多会在前进侧出现致使焊缝质量变差；另一方面，由于FSW工艺的因塑性材料不够的沟槽。出现表面V形沟渠的主特殊性，当接头中出现缺陷后，只能采用其它方法要原因是焊缝单位长度内摩擦热严重不足或者板进行返修，或者废弃。因此，对FSW接头中出现材厚度过大，搅拌头形状设计不合理，导致摩擦热的缺陷进行分析，对如何进行正确选择焊接工艺在板厚方向上分布不均。在适当工艺参数下，增大参数有重要的意义。本文针对FSW铝合金、铜合搅拌头轴肩下压深度，加大其摩擦程度，能在一定金中出现的常见缺陷，对其形成原因进了分析。程度上消除表面沟渠。但下压量增大，同时导致飞边增加，焊缝表面成形

5、不美观，如图1（a）示。另一1搅拌摩擦焊焊缝表面缺陷分析未焊透飞边(a)飞边(b)表面过热(c)背部未焊合图1紫铜搅拌摩擦焊表面缺陷Fig.1Thesurfacedefectsoffrictionstirweldingofcopper方面，焊缝单位长度内搅拌头提供的热量过大，也收稿日期：2008-11-06会使表面焊缝成形变差，过热的塑性金属在轴肩作者简介：达朝炳（1972-），男，甘肃景泰人，焊接高级工程师，硕士，主要研究方向为铜的搅拌摩擦焊;压力下溢出搅拌头轴肩，或者表面出现环间距不电话：0937-8933827；E-mail:dcbom@163.com均现象，如图1（b）如示。

6、当搅拌针太短或者搅拌《热加工工艺》2009年第38卷第5期133金属铸锻焊技术Casting·Forging·Welding2009年3月针端部摩擦热量不够时，就会造成焊缝背面未焊塑性金属主要在搅拌针搅拌挤压作用下发生了晶透现象，如图1（c）。因此，对于表面焊接质量的控粒细化，而靠近这个区域的材料由于受到热量不制，主要是在设计合理的搅拌头形状前提下，保证够，没有达到塑性程度，与相邻区域塑性金属发生合适的轴肩下压量及选择合理的焊接速度与旋转分离而随搅拌针移动，而后续金属因为塑性程度速度匹配值来达到接头均衡的热量输入。不够，没有填充空缺，就形成了缺陷。因为大晶粒与小晶粒分界线应力较集中，

7、因此发生塑性分离。2搅拌摩擦焊焊缝内部缺陷分析在上图中可明显看出热量不够，因此晶粒没有变FSW焊缝内部常见缺陷是在接头横截面中形长大。出现的孔洞缺陷。孔洞一般沿着焊缝走向分布，由为了进一步了解搅拌针周围塑性变形区域的于孔洞长，个别从焊接开始到终端一直存在，因此大小，对焊缝末端匙孔进行分析观察，如图4所[1-3]在各种文献中也叫隧道型缺陷。图2所示是在示。从图中发现，搅拌针旋转前进对周围金属有一焊接紫铜与黄铜时出现在焊缝内的孔洞缺陷。图定程度的影响，在返回侧