铝/钢异种金属搅拌摩擦焊接头数值模拟

摘要：

利用ANSYS有限元软件,建立铝/钢异种金属搅拌摩擦焊(FSW)双热源三维有限元模型,研究转速、焊速及偏移量对铝/钢异种金属FSW接头温度场及残余应力场的影响规律.结果 表明:铝/钢异种金属FSW接头温度场呈明显不对称分布,钢侧温度明显高于铝侧,峰值温度出现在焊核区(WNZ)偏钢侧约4mm处,约为512℃;垂直焊缝方向的纵向残余应力σx也呈明显不对称分布,σx峰值拉应力位于WNZ偏钢侧,达305 MPa,远离WNZσx迅速降低,并在轴肩边缘处拉应力转为压应力;随转速增大,峰值温度升高,σx峰值增大;随焊速增大,峰值温度和σx略升高;随偏移量增加,峰值温度略增大,σx略减小;与焊速和偏移量相比,转速对铝/钢异种金属FSW接头温度场及残余应力场影响较大.有限元计算的残余应力场与实测值基本吻合.

关键词：铝/钢异种金属、搅拌摩擦焊、温度场、残余应力场、数值模拟

所属期刊栏目：43

分类号：TG457.14(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家自然科学基金;河北省教育厅重点项目

在线出版日期：2020-06-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：13-18