铝合金高速FSW热输入模型及焊缝峰值温度研究

将焊接速度大幅度提升至1000 mm/min,在不同焊接转速下(1000~1900 r/min)对3 mm厚退火态7075铝合金薄板进行搅拌摩擦焊接实验,并用高精度红外热像仪测量焊缝温度,研究了焊接转速对焊缝峰值温度、焊缝外观以及接头组织的影响规律。发现当转速低于1600 r/min时,随着转速的升高,焊缝峰值温度逐渐升高,在1600 r/min时达到最高,接近500℃。1600r/min以后,峰值温度在480~495℃之间波动,并有轻微下降的趋势。这一结果与已有热输入模型及焊缝峰值温度公式不相符合。此外,综合考虑焊缝表面以及接头微观组织,发现当转速在1400,1500,1600 r/min时,焊接质量达到最佳。对材料摩擦机制进行分析,发现摩擦系数随焊接转速和焊接温度的变化而变化,从而在热输入模型中引入摩擦系数变量,最终建立了稳态焊接时峰值温度与焊接转速的关系公式。