鋁合金攪拌摩擦焊焊縫塑性材料遷移行為分析研究.pdf

1、本文以銅箔為標(biāo)識材料，采用四種方式將其鑲嵌于母材LY12中，分別選用五種形狀的攪拌頭進(jìn)行攪拌摩擦焊接試驗(yàn)，焊后沿焊縫中心線方向、垂直于焊縫方向和平行焊縫表面的方向截取金相試樣，通過觀測銅箔的分布特征，分析攪拌頭偏心距和軸戶尺寸對焊縫塑性材料遷移行為的影響。在試驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上，依據(jù)固體力學(xué)基本原理，建立焊縫性材料的三維遷移模型，利用有限元軟件DEFORM進(jìn)行模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析比較。研究結(jié)果表明，對于攪拌針表面帶左施螺紋的圓柱形攪

2、拌頭，在焊接8mm厚的LY12時(shí)，在一定的攪拌頭軸戶尺寸下，隨著攪拌頭偏心距的增大，焊縫塑性材料發(fā)生變形的程度??；在一定的攪拌頭偏心距下，攪拌頭軸戶尺寸過大或過小都不利于焊縫塑性材料的遷移。攪拌頭偏心距為0.2mm,軸戶直徑為24mm的攪拌頭有利于焊縫性材料在水平面和厚度方向上的遷移。焊接過程中，攪拌頭是驅(qū)動焊縫塑性材料遷移的主要因素，攪拌針附近的塑性材料在攪拌頭的驅(qū)動下，沿帶左旋螺紋的攪拌針表面從焊縫上部螺旋遷移至焊縫底部，然后從四周

3、向焊縫上方遷移，在厚度方向上形成一個(gè)邊貫遷移的循環(huán)路長。在攪拌頭的偏心攪拌下，焊縫塑性變形區(qū)上寬下窄，關(guān)于焊縫中心不對稱。前進(jìn)邊塑性材料向前遷移，受前方未塑性材料較少；返回邊為低壓區(qū)，塑性材料向后遷移，填充至攪拌針后方的瞬時(shí)空腔，受到的阻礙較??；返回邊為低壓區(qū)，塑性材料向后遷移，填充至攪拌針后方的瞬時(shí)空腔，受到的阻礙較小，向后遷移的距離較大，塑性變形區(qū)較大，塑性材料變形較大，在厚度方向上發(fā)生遷移的塑性材料較多。模擬結(jié)果表明，焊縫上部塑性