2024鋁合金攪拌摩擦連接接縫的表面形貌研究.pdf

1、目前，攪拌摩擦連接技術(shù)雖然在國(guó)內(nèi)已經(jīng)取得了一系列的成就，并且在工業(yè)上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，但在其機(jī)理方面的研究還相對(duì)滯后，尤其是在其連接接縫處的表面形貌研究方面。為此，本文以2024鋁合金為研究對(duì)象，結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析對(duì)攪拌摩擦連接接縫的表面形貌特征、成形機(jī)理及其缺陷優(yōu)化進(jìn)行了系統(tǒng)研究，主要研究工作和取得的成果如下：
　　1.建立了接縫表面形貌的特征圖譜。以2024鋁合金為基礎(chǔ)進(jìn)行攪拌摩擦連接實(shí)驗(yàn)，獲得了35組工藝參數(shù)組合下的接縫，并以此

2、分別建立了接縫處的飛邊形貌圖譜及接縫起始端、穩(wěn)態(tài)區(qū)域、末端及匙孔區(qū)域的表面形貌圖譜。
　　2.開發(fā)了接縫處表面弧形紋間距的圖像識(shí)別系統(tǒng)。根據(jù)接縫處表面弧形紋圖像的特點(diǎn)，基于MATLAB開發(fā)了接縫表面弧形紋間距圖像識(shí)別系統(tǒng)，提供了圖片批量化的自動(dòng)識(shí)別功能；并以此為基礎(chǔ)獲得了攪拌摩擦連接工藝參數(shù)對(duì)接縫處表面弧形紋間距的影響規(guī)律，推導(dǎo)出表面弧形紋間距的數(shù)學(xué)模型。
　　3.對(duì)接縫處表面飛邊的形成過(guò)程進(jìn)行了研究。分析了材料被擠出工件表

3、面形成飛邊的過(guò)程，建立了飛邊流動(dòng)模型，并解釋了接縫后退側(cè)飛邊量總是大于前進(jìn)側(cè)飛邊量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
　　4.對(duì)表面弧形紋的成形原因及其成形過(guò)程進(jìn)行了深入研究。指出：攪拌摩擦連接過(guò)程中，其偏心旋轉(zhuǎn)的主軸導(dǎo)致攪拌頭軸肩外圓周面對(duì)材料的擠壓作用是接縫處表面弧形紋形成的原因，并通過(guò)Deform仿真對(duì)此進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　5.提出了接縫處表面缺陷的優(yōu)化方法。設(shè)計(jì)并制造出一種軸肩帶凹槽的攪拌頭以在攪拌摩擦連接過(guò)程中實(shí)現(xiàn)切除飛邊的效果，并得到試