铝合金搅拌摩擦焊过程热力演变的三维数值模拟

摘要：

对搅拌摩擦焊过程中搅拌头速度变化进行分析,建立了考虑搅拌摩擦焊过程中焊缝产热的热源模型.对2024铝合金搅拌摩擦焊温度场和应力场进行了三维有限元模拟,表明焊缝两侧温度和应力分布的不对称现象不明显,主要由于焊接速度远小于搅拌头转速所致,但随着焊接速度加快,这种不对称现象逐渐加强.焊接过程中焊缝中心温度低于搅拌头边缘温度,焊接前方和两侧均为压应力,后方为拉应力;焊接结束后与搅拌头接触区的横向和纵向残余应力为较大拉应力,远离焊缝残余应力较小;沿厚度方向上,横向和纵向残余应力均逐渐降低.有限元计算结果与短波长X射线应力测试结果进行对比,结果表明,二者趋势基本吻合.

关键词：铝合金、搅拌摩擦焊接、温度场、应力场、有限元分析

所属期刊栏目：36

分类号：TG456.9(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家重大科学仪器开发资助项目2012YQ130234

在线出版日期：2015-07-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：71-74