检索结果-南通市图书馆

机械工程学报 2022年第6期58卷 81-90页

作者：杨智勇李武鹏李志强刘小龙李卫京北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

与传统熔化焊相比,搅拌摩擦焊(Frictionstirwelding,FSW)因温度梯度较小,可以减少焊接裂纹和残余变形,是一种极具前途的铝合金固相焊接方法。相同焊接工艺参数下,搅拌头是影响焊接热输入和材料流动的主要因素之一,决定焊缝的组织与性能... 详细信息

与传统熔化焊相比,搅拌摩擦焊(Frictionstirwelding,FSW)因温度梯度较小,可以减少焊接裂纹和残余变形,是一种极具前途的铝合金固相焊接方法。相同焊接工艺参数下,搅拌头是影响焊接热输入和材料流动的主要因素之一,决定焊缝的组织与性能。基于固体力学有限元法和A7N01铝合金材料本构方程,建立基于Deform软件搅拌摩擦焊刚黏塑性仿真模型,并通过焊接试验的测温曲线和试验缺陷完成了模型验证,对比分析了圆台、三平面、四平面搅拌头平面对搅拌摩擦焊稳态焊接阶段的温度场、峰值温度曲线和材料流动行为的影响。结果表明,多平面搅拌头的焊接热输入高于圆台搅拌头,在材料塑性流动范围、流动均匀性和有效焊缝等指标方面优于圆台搅拌头。搅拌头的平面特征在材料流动过程中能够起到明显的挤压作用,从而细化焊缝区的晶粒,提高焊接接头的力学性能。基于仿真和试验结果分析,揭示了焊接犁沟缺陷的成因,并提出了预防措施。

关键词：搅拌摩擦焊多平面搅拌头材料塑性流动焊接热输入

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

多平面搅拌头搅拌摩擦焊材料流动行为及缺陷形成机制研究

多平面搅拌头搅拌摩擦焊材料流动行为及缺陷形成机制研究

引用

作者：李武鹏北京交通大学

学位级别：硕士

轨道车辆车体中的底架、横梁、端墙、梁柱等关键结构广泛采用A7N01铝合金和搅拌摩擦焊焊接。搅拌头结构特证会影响材料的流动行为,进而决定焊缝焊接质量。传统的基于流体力学的研究方法从本质上不能科学的表征焊接过程中材料的流动行为... 详细信息

轨道车辆车体中的底架、横梁、端墙、梁柱等关键结构广泛采用A7N01铝合金和搅拌摩擦焊焊接。搅拌头结构特证会影响材料的流动行为,进而决定焊缝焊接质量。传统的基于流体力学的研究方法从本质上不能科学的表征焊接过程中材料的流动行为。本文基于固体力学方法,从搅拌摩擦焊固相连接的本质原理出发,构建了多平面搅拌头搅拌摩擦焊的塑性仿真模型,探讨了多平面搅拌头与圆台搅拌头对焊接温度场、材料流动行为、焊缝接头组织及力学性能的影响规律和平面的作用效果。本文主要研究内容包括:(1)基于焊接温度场、犁沟缺陷及材料迁移等试验结果,开展了多平面搅拌头搅拌摩擦焊的塑性仿真模型的科学性和准确性验证。(2)研究了多平面搅拌头对焊接热输入及材料流动行为的影响规律。多平面搅拌头的焊接热输入强于圆台搅拌头,进入稳定焊接状态的时间更短,焊接所得的有效焊缝更长,材料流动的均匀性和焊缝力学性能均优于圆台搅拌头,焊接过程中的气穴也比圆台搅拌头分布更均匀。(3)探究了搅拌摩擦焊犁沟与隧道缺陷的形成机制。多平面搅拌头的焊接缺陷多为半犁沟-半隧道型,而圆台搅拌头的缺陷为犁沟型,焊接速度提高则使缺陷演变为隧道型缺陷。(4)探讨了热输入对焊接接头性能的影响。增加焊接热输入可以提高材料的填充能力,但要防止温度过高诱发的微观组织晶粒异常长大,使焊缝强度下降。(5)提出了典型缺陷的预防措施和工艺窗口。焊接参数匹配程度,决定焊接缺陷的类型。由于平面的挤压作用,多平面搅拌头可适应的焊接参数范围更广,三平面搅拌头可在低转速、高焊速的工况下焊接出无缺陷焊缝。本论文的研究成果能为多平面搅拌头的结构和工艺设计提供理论依据,同时对搅拌摩擦焊技术的推广应用具有一定的指导意义和应用价值。

关键词： A7N01-T4铝合金搅拌摩擦焊多平面搅拌头塑性模型材料流动行为焊接工艺窗口

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

多平面搅拌头设计及其对接头组织性能的影响研究

多平面搅拌头设计及其对接头组织性能的影响研究

引用

作者：汪玉琳北京交通大学

学位级别：硕士

搅拌头是搅拌摩擦焊工艺和设备的重要组成部分,是决定焊缝质量的重要因素。目前多采用搅拌头结构设计与焊接实验相结合的试错法开展搅拌头的设计研究,不但缺乏系统性和理论支持而且人力物力浪费较大。鉴于此,本文基于理论推导,科学构建... 详细信息

搅拌头是搅拌摩擦焊工艺和设备的重要组成部分,是决定焊缝质量的重要因素。目前多采用搅拌头结构设计与焊接实验相结合的试错法开展搅拌头的设计研究,不但缺乏系统性和理论支持而且人力物力浪费较大。鉴于此,本文基于理论推导,科学构建了多平面搅拌头热源模型,可对多平面搅拌头焊接过程中温度场、流场进行有效数值模拟,并通过数值模拟与焊接实验相结合的方法,探讨了搅拌头平面数量对焊接温度场、焊接接头组织及力学性能的影响规律。本文主要研究内容包括:多平面搅拌头热源模型。基于搅拌摩擦焊产热原理及多平面搅拌头结构特点,构建了多平面搅拌头产热模型,通过焊接急停试验手段,分析确定了平面区域等效滑移系数,建立了搅拌摩擦焊稳态焊接过程热-流耦合模型,并采用示踪因子法进行了模型有效性验证。模拟结果表明:当平面等效滑移系数取0.85时,多平面搅拌头模拟结果与焊接实验温度场、流场较为吻和。搅拌头平面数量对焊接接头温度场、压力场、流场的影响规律。搅拌头周围高塑性区面积随搅拌头平面数量增加而呈上升趋势。多平面搅拌头/工件界面压力场显著大于圆台搅拌头,并随着平面数量的增加,界面压力逐渐减小。平面的存在改变了搅拌针周围材料的流动方向,使部分材料产生水平移动趋势。搅拌头平面数量对焊接接头组织的影响规律。接头微观组织分析表明:圆台搅拌头、三平面搅拌头、四平面搅拌头焊后接头均呈现上层晶粒平均尺寸高于中部与底部;在同一截面下,三平面搅拌头焊核区晶粒最小。本文认为平面的存在加强了搅拌头对材料的挤压作用,使焊核区晶粒尺寸减小,但随着平面数量的增加,搅拌头对材料的挤压作用逐渐减弱。搅拌头平面数量对焊接接头性能的影响规律。接头性能分层测试结果表明,三种搅拌焊接接头显微硬度均呈U型分布,上层硬度值最低,是影响焊接接头性能的薄弱区域,同一水平面上,三平面搅拌头显微硬度值最高,力学性能最优,抗拉强度为413MPa,为母材90%,随着平面数量增加,焊接接头抗拉强度呈下降趋势。综上所述,本文在多平面搅拌头热源模型建立、搅拌头平面数量及作用原理等方面进行了较为深入的研究,研究成果对搅拌头优化设计及多平面搅拌头工艺设计提供理论依据,具有重要的理论意义和工程实用价值。

关键词： 7N01铝合金搅拌摩擦焊多平面搅拌头热源模型微观组织力学性能

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：