攪拌摩擦焊接中的熱力耦合分析.pdf

1、攪拌摩擦焊自問世以來，解決了用常規(guī)熔焊技術(shù)難以焊接的鋁合金、銅、鎂等合金的連接問題，其優(yōu)良的焊接性能受到了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。在FSW過程中如何獲得優(yōu)質(zhì)的接頭質(zhì)量是其中一個研究重點(diǎn)，而對焊接中影響焊接接頭質(zhì)量的基本因素的研究更是重點(diǎn)中的重點(diǎn)。很多研究者就攪拌摩擦焊焊接工藝對焊接質(zhì)量的影響進(jìn)行了研究，所發(fā)表的相關(guān)論文中已經(jīng)給出了不同焊接工藝與焊接質(zhì)量的對應(yīng)關(guān)系。為了進(jìn)一步揭示攪拌摩擦焊焊接機(jī)理，本課題在以前的研究基礎(chǔ)上，深入到工藝對焊

2、接質(zhì)量的影響實(shí)質(zhì)，從熱量和力對焊縫金屬塑性流動情況和對接頭晶粒度共同作用的方面，分析了焊接工藝如何通過熱量和力這兩個最基本的因素影響焊接接頭質(zhì)量。課題內(nèi)容包括理論計(jì)算和工藝實(shí)驗(yàn)兩部分。 在理論計(jì)算中，通過如下三個實(shí)驗(yàn)獲得理論計(jì)算所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)：(1)測量實(shí)驗(yàn)中所使用攪拌摩擦焊機(jī)上驅(qū)動水平工作臺運(yùn)動的電動機(jī)的輸出功率，以便于計(jì)算攪拌針與被焊金屬之間的作用力；(2)測量摩擦頭材料與被焊材料高溫下的摩擦系數(shù)，為計(jì)算二者之間的摩擦力做

3、準(zhǔn)備；(3)測量被焊材料高溫下的抗剪切性能，作為判斷塑性金屬發(fā)生流動的條件。 在工藝實(shí)驗(yàn)部分，將焊縫的微觀形貌圖與理論計(jì)算結(jié)果對比，確定影響焊縫金屬塑性流動區(qū)域?qū)挾鹊囊蛩丶捌溆绊懗潭?。通過觀察焊縫不同位置的組織形態(tài)，對熱量和力在攪拌摩擦焊接過程中對塑性金屬流動情況的影響進(jìn)行分析，認(rèn)為在熱量與力的共同作用下接頭金屬在厚度方向上由于流動機(jī)理不同而出現(xiàn)分層現(xiàn)象。同時分析了焊接接頭各區(qū)域內(nèi)晶粒度與熱力共同作用的關(guān)系，得出結(jié)論：接頭各區(qū)域