摘要：综述了静止轴肩搅拌摩擦焊的研究进展,主要涉及静止轴肩搅拌摩擦焊的基本原理以及高转速、常规转速和角焊缝的静止轴肩搅拌摩擦焊等内容.高旋转频率的静止轴肩搅拌摩擦焊在降低焊接载荷的同时,能够减小、甚至消除飞边和孔洞缺陷.常规旋转频率的静止轴肩搅拌摩擦焊可获得沿板厚方向更均匀的焊缝组织,适合于热导率差的钛合金的焊接.设计与两侧板面完全贴合的静止轴肩,以角焊缝的形式实现T形接头的焊接,拓宽了搅拌摩擦焊的应用范围.无论是高旋转频率、常规旋转频率还是角焊缝的静止轴肩搅拌摩擦焊,都存在搅拌头的磨损和过热问题,尚需开展深入、系统的研究.

摘要：利用置换反应实现了微米铜银复合结构颗粒的制备,在试验中改变反应温度、反应物比例及反应时间从而确定了制备微米铜银复合结构颗粒的最优反应参数。合成了粒径大小均匀,分散性良好的纳米银颗粒,平均粒径为14.33 nm左右。通过计算设计了两种颗粒的混合比例,按照该比例制备了微米铜银复合结构与纳米银混合焊膏并制备成三明治结构用于高频感应加热烧结,成功实现了微米铜银复合结构与纳米银混合焊膏对铜-铜基板的连接,并研究了在高频感应加热条件下,功率大小对微观连接界面的影响。试验结果表明,加热功率的增加会使界面的孔隙等缺陷减少,致密性显著提高。加热功率26 kW下,烧结时间15 s时,剪切强度可达48 MPa。

摘要：针对Ti6Al4V合金在作为医用植入体中存在耐磨性及生物活性差的问题,采用激光熔覆制备表面羟基磷灰石HA/TC4复合生物陶瓷涂层。综合利用基体的力学性能和涂层的生物性能,具有显著优势。通过设计复合涂层的成分配比和优化激光加工工艺参数,在Ti6Al4V合金表面制备了成型良好、无冶金缺陷的单道和多道搭接生物复合涂层。对表面复合涂层的微观组织及性能进行了研究,结果表明涂层中生成了α-Ti、Ti3P、Ti O、Ca Ti O3和β-Ca3(PO4)2等相。涂层的摩擦系数低于基体,磨痕宽度小于基体,表明复合涂层具有优良的耐磨特性。模拟体液在涂层表面的接触角小于在钛基体表面接触角,表明激光熔覆涂层改善了基体的表面润湿性。

摘要：为了实现AlN陶瓷与Cu的低温连接、高温服役的目标,满足高温功率器件的服役需求,设计了一种连接方法,在350℃的大气环境下采用超声辅助熔焊的方式在AlN陶瓷表面熔覆了Sn-Al-Cu活性钎料层,之后将熔覆活性钎料的AlN陶瓷与Cu在保温温度300℃下进行过渡液相(transient liquid phase,TLP)扩散连接;利用扫描电子显微镜、能谱仪以及透射电子显微镜对显微组织及相结构进行分析;采用万能材料试验机对试样进行力学性能测试.结果表明,熔覆时间180 s时的活性钎料与AlN陶瓷实现了良好的结合,在AlN陶瓷/活性钎料界面处观察到一层由超声作用下吸附在AlN陶瓷表面的Al被氧化,并在较大的过冷度下形成厚度约为20 nm的非晶Al;O;层;保温时间60 min时焊缝中的Sn全部转变为Cu;Sn与Cu6Sn5;保温时间为240 min时形成焊缝全部由Cu;Sn构成的接头.AlN陶瓷/Cu接头抗剪强度随保温时间的延长而下降,全部由Cu;Sn构成的接头的抗剪强度约为31 MPa,断裂发生在Cu;Sn/AlN陶瓷界面处,形成了全金属间化合物的AlN陶瓷/Cu接头.

摘要：文中针对常规水下湿法焊接过程中焊缝力学性能低的问题,设计了超声振动辅助水下湿法焊接的方法.通过超声辐射端将超声振动能量施加在电弧前方的待焊区域,进而通过工件将超声能量传递到熔池中,对比研究了超声振动对焊缝成形、微观组织及力学性能的影响.结果表明,超声振动能够减小焊缝截面不对称,增加焊缝深宽比,使熔池发生强烈的搅拌作用,具有细化晶粒的作用,并降低熔合区处柱状结晶的倾向.与常规水下湿法焊接相比,超声振动辅助水下湿法焊接抗拉强度明显提高,达到母材的92.4%;焊缝区显微硬度升高,热影响区硬度值变化较小.

摘要：压电陶瓷由于具有逆压电效应被应用于超声电机的制造中,为克服超声电机制造过程中采用有机物粘接方式出现的接头导电性差、易老化和连接精度低等问题,本工作采用磁控溅射方式对PZT压电陶瓷进行表面金属化以提高PZT压电陶瓷与TC4钛合金之间的焊接性并探究了不同金属化层对钎焊接头微观组织的影响。结果表明:Ag与母材之间的结合力较差,未焊合位置出现于Ag层与母材的结合处。当使用Ti/Ag作为金属化层时,由于Ag与Ti的结合力较差,未焊合易出现于Ti与Ag的结合处。当金属化层为Ni/Ag时,Ni可与钎料形成Ni—Sn层,提高接头的连接可靠性。最终确定母材表面金属化层选用复合金属层即母材/Ti/Ni/Ag结构,并对该连接接头典型微观组织进行了分析。结果表明,该复合金属层可提高金属化层与母材之间的结合力并实现PZT陶瓷母材与TC4合金之间的有效连接。连接界面微观组织结构为β-Sn/Ag_(3)Sn/β-Sn+Ni_(3)Sn_(4)/Ni_(3)Sn+Ni/Ti_(2)Ni/Ti_(2)Ni+α-Ti/PZT。

摘要：采用CMT焊接工艺进行了电弧增材制造,研究了不同扫描轨迹对薄板焊后变形程度的影响.通过运用空间最小二乘法模型,建立了S值判别法,表征了试板变形程度.通过比较不同扫描轨迹下的S值,获得薄板最小变形程度所对应的轨迹特征,从而总结轨迹特征,得到电弧增材制造过程中截面扫描轨迹规划的原则,并成功地将轨迹设计原则应用到实体零件增材制造的过程中,获得了良好的成形效果及致密实体,为不同截面上扫描轨迹的设计提供了试验基础.

摘要：针对目前马鞍形焊缝焊接装备灵活性差,自动化程度低,接头质量稳定性不足等问题,开发了一种新型的管外锚固式四轴焊接机器人.通过对机器人机构合理简化建立了D-H连杆坐标系,推导了机器人的正逆运动学表达式,并结合机器人关节变量的限位值确定了逆运动学解的唯一性.通过MATLAB软件对机器人运动学进行了仿真,仿真结果表明,推导的正逆运动学方程模型完全正确.通过制作样机进行焊接试验,结果表明,焊缝成形致密美观,机器人焊枪末端在x,y,z方向的误差均在±0.35 mm以内,完全满足工程上自动化焊接的需要,为马鞍形焊缝焊接机器人的连续轨迹控制和离线规划提供了依据和算法支持.

摘要：建立了全位置TIG焊接中平焊、45°下向焊、立焊下向焊的熔池温度场、流场数值计算模型,计算了不同焊接位置以及不同重力加速度值情况下熔池的温度场和流场,分析了重力方向和大小对熔池内流场和温度场的影响规律;发现重力方向对熔池内液态金属的流场、温度场影响明显,液态金属的流动影响温度场分布明显,重力大小对熔池流场的分布形态没有影响,但是对流动速度影响明显.得到的结论对于研究熔池失稳判定依据、指导设计全位置TIG焊乃至MAG焊工艺具有一定的参考价值.

摘要：为解决固相增材制造过程送料不连续及层间界面弱连接的难题,提出了连续进给搅拌摩擦增材制造的方法,设计了一个带孔的储料腔和一个可对丝材进行热塑化并连续挤压的螺杆拓扑结构搅拌头.结果表明,Al-Si合金丝材经由送丝孔进入储料腔,搅拌头连续热塑化并向下挤压材料,搅拌针在堆积层间的搅拌作用有效地提高了堆积层间的界面结合能力,成功实现了铝合金连续进给搅拌摩擦增材制造成形并解决了层间界面弱连接的难题.单层增材制造堆积层厚度平均为1.2 mm,Al-Si合金增材制造成形件沿堆积方向的抗拉强度和断后伸长率分别为207.1 MPa±3.2 MPa和19.6%±5.3%,该技术为实现大型铝合金构件全固相增材制造提供了一种可行性方案.