Al/Mg异种合金搅拌摩擦焊的材料流动可视化和数值模拟研究

摘要：

采用切片法研究了搅拌摩擦焊接(FSW)接头的材料流动.通过对接头的三维重建,实现了流动材料的可视化,讨论了接头材料的流动模式和缺陷产生的原因.基于计算流体力学(CFD)和多相流理论,建立了FSW过程中铝合金/镁合金材料流动的三维数学模型.通过在数值模型中加入分布的示踪粒子,对不同连接参数下的材料流动模式进行分析和预测.结果 表明:接头上部材料流动强烈,材料整体向前进侧迁移,接头中部前进侧镁合金向接头前部迁移,暂时形成的空腔由后退侧迁移来的铝合金填充.当不恰当的工艺参数使材料流动不充分时,未被完全填充的空腔会形成孔洞缺陷.接头材料整体主要以层流为主.在满足材料流动热输入需要时,接头材料的流动模式基本不发生改变,在高转速过热条件下,材料的迁移距离和混合模式会发生改变,2种材料围绕搅拌头以层流模式多次越过对接线并充分混合,同时在后退侧产生紊流现象.

关键词：异种搅拌摩擦焊、2024铝合金、AZ31镁合金、材料流动、数值模拟

所属期刊栏目：49

分类号：TG453+.9;O359;TG146.21

在线出版日期：2020-07-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1483-1490