鋁合金攪拌摩擦焊塑性流動(dòng)模型.pdf

1、攪拌摩擦焊(friction stir welding，簡(jiǎn)稱FSW)是一種基于摩擦焊的固相連接技術(shù)，由于其焊接特點(diǎn)的獨(dú)特性及優(yōu)越性，這種新型連接技術(shù)自問世以來，就受到焊接界的廣泛關(guān)注。目前攪拌摩擦焊接研究主要集中在焊縫微觀組織及力學(xué)性能上，對(duì)于攪拌摩擦焊接過程，尤其是焊縫金屬的塑性流動(dòng)機(jī)理研究尚處于探索階段。攪拌摩擦焊接過程中塑性金屬經(jīng)歷大的塑性變形，焊接過程金屬流動(dòng)復(fù)雜，且無法直接觀察。實(shí)驗(yàn)方法雖然可以宏觀分析塑性金屬的流動(dòng)但對(duì)于攪拌

2、摩擦焊焊縫金屬流動(dòng)機(jī)理研究尚處于探索階段。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用解析和數(shù)學(xué)建模的方法來分析研究焊接過程中材料的流動(dòng)已成為一種重要的研究手段。本文以連續(xù)固體力學(xué)理論為依據(jù)，以商用有限元軟件DEFORM-3D為平臺(tái)建立攪拌摩擦焊接過程的塑性金屬流動(dòng)模型。并且在模型模擬過程中設(shè)定不同的焊接工藝參數(shù)，模擬分析焊接過程中焊縫金屬流動(dòng)以及金屬流動(dòng)與焊接工藝參數(shù)之間的關(guān)系。并且根據(jù)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證模型模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。 為了研究攪拌摩擦焊

3、接過程中焊縫塑性金屬的流動(dòng)，分別設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)來分析攪拌摩擦焊接時(shí)金屬實(shí)際流動(dòng)情況：(1)通過LY12及IL21兩種鋁合金對(duì)焊實(shí)驗(yàn)來分析確定焊縫不同截面處金屬的流動(dòng)以及焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫塑性金屬流動(dòng)的影響。(2)LF21鋁合金中嵌入標(biāo)示材料銅箔，在攪拌摩擦焊接之后觀察所填銅箔在接頭中的分布從而分析焊縫金屬的宏觀流動(dòng)情況。 模型模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果比較分析得出結(jié)論：在攪拌摩擦焊接過程中在不同的焊速、轉(zhuǎn)速下焊縫所得到的焊接熱輸入不同，焊