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)用也越來越廣泛，但在其機理方面的研究還相對滯后，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鋁合金為研究對象，結(jié)合實驗分析對攪拌摩擦連接接縫的表面形貌特征、成形機理及其缺陷優(yōu)化進行了系統(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)進行攪拌摩擦連接實驗，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別系統(tǒng)。根據(jù)接縫處表面弧形紋圖像的特點，基于MATLAB開發(fā)了接縫表面弧形紋間距圖像識別系統(tǒng)，提供了圖片批量化的自動識別功能；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.對接縫處表面飛邊的形成過程進行了研究。分析了材料被擠出工件表

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