摩擦液柱成形的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、作為摩擦焊接領(lǐng)域的一項(xiàng)重要分支,摩擦疊焊焊接是一種新型的修復(fù)連接技術(shù)。該技術(shù)自上世紀(jì)90年代初首次被英國(guó)焊接研究所提出以來(lái),已經(jīng)開始受到各國(guó)學(xué)者的關(guān)注。摩擦疊焊技術(shù)具有焊接質(zhì)量高、不增加重量、無(wú)污染以及施工條件低等優(yōu)點(diǎn),可以有效地應(yīng)用在裂紋的修復(fù)上。作為摩擦疊焊的基本成形單元,摩擦液柱成形過程中的質(zhì)量直接影響到摩擦疊焊焊接的效果,因此對(duì)于摩擦液柱成形的研究尤為重要。
　　本論文針對(duì)摩擦液柱成形過程,設(shè)計(jì)了進(jìn)行摩擦液柱成形實(shí)驗(yàn)的焊接

2、裝置,該焊接裝置主要包含三個(gè)部分:機(jī)械結(jié)構(gòu)部分、變頻控制模塊和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該裝置能夠?yàn)楹附訉?shí)驗(yàn)提供焊接旋轉(zhuǎn)速度和焊接進(jìn)給速度,同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中采集和記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)。
　　依據(jù)摩擦液柱成形初始階段的焊接原理,建立了針對(duì)7075-T6超硬鋁合金的初始階段數(shù)學(xué)模型并對(duì)其進(jìn)行了溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬,模擬結(jié)果表明:適當(dāng)提高焊接進(jìn)給速度或者焊接旋轉(zhuǎn)速度有利于提高成形過程中焊接溫度的上升速率,減少初始階段的缺陷,提升焊接質(zhì)量。同時(shí)建立了摩擦液柱成

3、形穩(wěn)定焊接階段的流場(chǎng)分析模型,分析了進(jìn)給速度、旋轉(zhuǎn)速度以及孔棒間隙值對(duì)流場(chǎng)模型的影響,仿真結(jié)果表明:適當(dāng)提高進(jìn)給速度可以增加模型底部的壓力值,但超過一定數(shù)值時(shí),進(jìn)給速度對(duì)模型底部壓力值的影響比較小;提高旋轉(zhuǎn)速度能夠有效增加模型壓力值;流場(chǎng)的流動(dòng)速度很大程度上由旋轉(zhuǎn)速度來(lái)決定;焊接棒與焊孔之間的間隙值偏大時(shí),會(huì)造成模型的壓力值偏低。
　　采用自行研制的焊接裝置對(duì)7075-T6超硬鋁合金進(jìn)行了摩擦液柱成形的實(shí)驗(yàn),分析了焊接旋轉(zhuǎn)速度、焊