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攪拌摩擦焊焊接焊縫常見缺陷和檢測的方法-科鼎數(shù)控
返回列表 作者:科鼎技術經(jīng)理 編輯: 來源: 發(fā)布日期: 2021.10.01 瀏覽量:0

       由于攪拌摩擦焊搭接的焊接工藝的特殊性,在搭接界面的焊縫邊緣容易產(chǎn)生類似裂紋的弱連接區(qū)域,該區(qū)域會產(chǎn)生嚴重的應力集中,從而導致搭接接頭的疲勞強度。此外由于焊接條件及其焊接參數(shù)選擇的不同,也會對理論上的結(jié)果產(chǎn)生較大的影響,因此我們需要對焊接結(jié)果進行進一步的驗證,以確保我們的焊接產(chǎn)品是符合設計要求的。 常見的攪拌摩擦焊 搭接焊縫的缺陷主要有以下 4種:孔洞,飛邊,未焊合。

攪拌摩擦焊焊接焊縫常見缺陷和檢測的方法

攪拌摩擦焊焊接焊縫常見缺陷和檢測的方法-科鼎數(shù)控

1、孔洞
孔洞缺陷的形成主要是因為在焊接過程中,由于摩擦熱量輸入不夠,是達到塑化狀態(tài)的材料不足,造成不充分的材料流動,因此導致了攪焊縫區(qū)未完全閉合的現(xiàn)象。接頭容易出現(xiàn)空洞是由于攪拌針摩擦不夠產(chǎn)生的。我們通常在位于接頭前進側(cè)的中下部以及焊縫表面附近發(fā)現(xiàn)此類缺陷。同時在與焊接方向一致的位于焊縫表面附近的空洞,在焊縫長度方向上延伸較長時也被稱作隧道型缺陷。
2、飛邊
由于在過大的焊接壓力下,從軸肩兩側(cè)擠出較多的塑性材料,冷卻后在焊縫表面形成了飛邊缺陷。本來在攪拌摩擦焊接過程中,焊縫材料發(fā)的體積是不變的,但是在實際焊接過程中,在攪拌頭軸肩的未熔化的母材會形成一個會發(fā)生塑性變形流動材料的“擠壓模”。在焊接壓力過大的情況下,即攪拌頭過深的扎入,會使“擠壓模”體積被壓縮,從而導致從軸肩兩側(cè)擠出部分材料,冷卻后形成飛邊缺陷。
3、未焊合
在焊縫底部未形成連接或者不完全連接而出現(xiàn)的“裂紋狀”缺陷被稱為未焊合,根部未焊合通常是由于焊縫壓力過小形成的。實際上攪拌針長度不足是造成的未焊合的主要原因。在攪拌摩擦焊接過程中,選擇合適的攪拌針長度,會在攪拌針旋轉(zhuǎn)和平動過程中打碎2 塊對接板材之間對接面上的氧化物,使氧化物被分布到焊縫中,同時成致密的焊縫在攪拌頭后部形成。但如果攪拌針長度比較小,使得在焊接過程中攪拌針不能完全攪拌焊縫厚度上的材料,尤其是焊縫下部的材料,此外由于板材對接面上存在氧化物,裂紋狀的未焊合缺陷便會出現(xiàn)在焊接后接頭根部。
4、溝槽
在接板表面攪拌摩擦后未形成連接被稱為溝槽,通常形成于前進側(cè)焊縫表面。溝槽缺陷的產(chǎn)生主要是因為焊接過程中壓力過小,摩擦產(chǎn)生的熱能不足,從而大量減少了發(fā)生塑性變形的材料。同時由于材料流動性降低,造成塑化材料不能隨著攪拌頭的旋轉(zhuǎn),回流到攪拌頭的前側(cè),從而在前進側(cè)焊縫表面附近形成空洞。溝槽缺陷是指在材料流動能力進一步下降時,形成空洞的范圍發(fā)生擴展,最終貫通焊縫上表面。而常見的攪拌摩擦焊搭接焊縫的無損檢測方法一般也有以下5種。

摩擦攪拌焊接機技術-科鼎數(shù)控


1 目視檢測
目視檢測是最直接、最簡單的檢測方法,也是進行表面狀況檢測的最佳方法。在檢測零件表面存在的飛邊、擦傷等情況時具有直觀快速有效的特點。這些缺陷是由焊接參數(shù)不正確造成的,如移動速度的參數(shù)設置過快等。未焊合是焊縫根部最嚴重的缺陷,大部分無損探傷都是針對這類缺陷來檢測的。目視法是在對焊接結(jié)構進行滲透處理后的基礎上,才可以發(fā)現(xiàn)未焊合缺陷。為了使檢測人員能夠通過肉眼檢測發(fā)現(xiàn)焊接缺陷,就必須通過某種方法較為清楚地顯示焊接部位再結(jié)晶區(qū)域及附近的熱影響區(qū)域。目前,目視檢測也是一種確認可疑未焊合缺陷的可靠技術。
2 滲透檢測
    該檢測方法僅僅被用來檢測目視法下的表面缺陷的檢測,并不能檢測焊縫的內(nèi)部缺陷的。
3 超聲波檢測
包括洛克希德·馬丁公司的無損探傷工程師和技術人員用超聲波檢測方法對攪拌摩擦焊試件進行研究,他們分別使用了傳統(tǒng)超聲波探頭和多探頭,以及其他多種傳感器。研究結(jié)果表明,采用這種技術能夠探測到材料厚度15% ~20%處的未焊合缺陷。未焊合缺陷的金相特征是受攪拌摩擦焊工具的改變影響的。檢測方法也隨著攪拌摩擦焊工藝的改善而改善。此外超聲波檢測還用到了相控陣檢測方法。該方法能夠?qū)⒉牧系奶綔y厚度提高到25%~30%處,同時在提供多個方向上的回波,從而獲得整個厚度的缺陷信息。
4 X 射線照相檢測
X 射線照相檢測是對攪拌摩擦焊的試件進行膠片照相或者數(shù)字照相。研究結(jié)果表明,這種方法具有很高的可靠性,能有效的檢測出30%以上的材料厚度的未焊合缺陷。然而,采用 X 射線膠片照相檢測不同合金的焊接焊縫是比較困難的。
5 渦流與傳導性檢測
利用洛克希德·馬丁公司在攪拌摩擦焊試件上進行了傳統(tǒng)的渦流檢測。初始渦流檢測結(jié)果表明,能夠?qū)ο嗤辖鸬臄嚢枘Σ梁负缚p(未焊合缺陷至少 1.651mm 或者更深)進行有效的檢測。而渦流對不同合金焊縫時檢測結(jié)果則完全不同,所有的試件都產(chǎn)生渦流響應,從而無法區(qū)別存在未焊合缺陷的試件與不存在未焊合缺陷的試件。為了評估最新的渦流檢測技術,洛克希德·馬丁公司聯(lián)開發(fā)了基于傳導的攪拌摩擦焊的渦流檢測方法。這一研究對補充了目前廣泛用于攪拌摩擦焊的檢測方法,進一步降低攪拌摩擦焊的缺陷的漏檢風險。


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