搅拌针偏移量影响铝镁异质金属搅拌摩擦焊材料流动的数值模拟

本文采用耦合的欧拉–拉格朗日方法,构建了添加中间金属的铝镁异质合金搅拌摩擦焊的数值分析模型。针对两种不同配置进行了研究:一种是搅拌头轴线与焊缝中心线重合(配置1),另一种是搅拌头轴线向铝合金偏置1 mm (配置2)。研究结果显示,配置1的材料流动更为充分。在前进侧,铝合金主要从搅拌头前方水平流动至后退侧;而在后退侧,一部分镁合金从搅拌头后方水平流动至前进侧,另一部分则从搅拌头后方向板厚底部流动,随后在螺纹搅拌针的作用下继续向板厚上方流动。根据材料流动范围,可将接头横截面划分为轴肩影响区和搅拌针影响区。中间金属的流动分为3个区域。配置2在轴肩影响区和搅拌针影响区的铝/镁截面都更为光滑和规则。由于材料流动的不充分,所以配置2在接头内部形成了“隧道”缺陷。