由于搅拌摩擦焊搭接的焊接工艺的特殊性,在搭接界面的焊缝边缘容易产生类似裂纹的弱连接区域,该区域会产生严重的应力集中,从而导致搭接接头的疲劳强度。此外由于焊接条件及其焊接参数选择的不同,也会对理论上的结果产生较大的影响,因此我们需要对焊接结果进行进一步的验证,以确保我们的焊接产物是符合设计要求的。 常见的搅拌摩擦焊 搭接焊缝的缺陷主要有以下 4种:孔洞,飞边,未焊合。
1、孔洞
孔洞缺陷的形成主要是因为在焊接过程中,由于摩擦热量输入不够,是达到塑化状态的材料不足,造成不充分的材料流动,因此导致了搅焊缝区未完全闭合的现象。接头容易出现空洞是由于搅拌针摩擦不够产生的。我们通常在位于接头前进侧的中下部以及焊缝表面附近发现此类缺陷。同时在与焊接方向一致的位于焊缝表面附近的空洞,在焊缝长度方向上延伸较长时也被称作隧道型缺陷。
2、飞边
由于在过大的焊接压力下,从轴肩两侧挤出较多的塑性材料,冷却后在焊缝表面形成了飞边缺陷。本来在搅拌摩擦焊接过程中,焊缝材料发的体积是不变的,但是在实际焊接过程中,在搅拌头轴肩的未熔化的母材会形成一个会发生塑性变形流动材料的“挤压模”。在焊接压力过大的情况下,即搅拌头过深的扎入,会使“挤压模”体积被压缩,从而导致从轴肩两侧挤出部分材料,冷却后形成飞边缺陷。
3、未焊合
在焊缝底部未形成连接或者不完全连接而出现的“裂纹状”缺陷被称为未焊合,根部未焊合通常是由于焊缝压力过小形成的。实际上搅拌针长度不足是造成的未焊合的主要原因。在搅拌摩擦焊接过程中,选择合适的搅拌针长度,会在搅拌针旋转和平动过程中打碎2 块对接板材之间对接面上的氧化物,使氧化物被分布到焊缝中,同时成致密的焊缝在搅拌头后部形成。但如果搅拌针长度比较小,使得在焊接过程中搅拌针不能完全搅拌焊缝厚度上的材料,尤其是焊缝下部的材料,此外由于板材对接面上存在氧化物,裂纹状的未焊合缺陷便会出现在焊接后接头根部。
4、沟槽
在接板表面搅拌摩擦后未形成连接被称为沟槽,通常形成于前进侧焊缝表面。沟槽缺陷的产生主要是因为焊接过程中压力过小,摩擦产生的热能不足,从而大量减少了发生塑性变形的材料。同时由于材料流动性降低,造成塑化材料不能随着搅拌头的旋转,回流到搅拌头的前侧,从而在前进侧焊缝表面附近形成空洞。沟槽缺陷是指在材料流动能力进一步下降时,形成空洞的范围发生扩展,最终贯通焊缝上表面。而常见的搅拌摩擦焊搭接焊缝的无损检测方法一般也有以下5种。
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