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铝合金搅拌摩擦焊对搭接接头Hook缺陷研究 被引量:8
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作者 吴志明 吴坚定 +3 位作者 马正斌 陈巍 董春林 栾国红 《航空制造技术》 北大核心 2014年第16期57-60,64,共5页
对厚度为16mm与20mm的6082铝合金对搭接接头进行搅拌摩擦焊接试验,结果表明,对搭接接头搅拌摩擦焊接工艺参数可调范围较宽,搅拌头旋转速度在300~600r/min及焊接速度在60~200mm/min条件下,能够获得完整无缺陷的焊接接头。搭接面... 对厚度为16mm与20mm的6082铝合金对搭接接头进行搅拌摩擦焊接试验,结果表明,对搭接接头搅拌摩擦焊接工艺参数可调范围较宽,搅拌头旋转速度在300~600r/min及焊接速度在60~200mm/min条件下,能够获得完整无缺陷的焊接接头。搭接面处于前进侧时,Hook缺陷向上偏转,角度大于90°;搭接面处于后退侧时,Hook缺陷向下偏转,角度小于45°。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 对搭接接头 hook缺陷 材料流动
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Thermo-mechanical Analysis of Friction Stir Welding:A Review on Recent Advances 被引量:4
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作者 Gaoqiang Chen Shuai Zhang +2 位作者 Yucan Zhu Chengle Yang Qingyu Shi 《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第1期3-12,共10页
In recent studies,critical research interest exists in the thermo-mechanical analysis of the friction stir welding(FSW)process by numerical simulation.In this review,the thermo-mechanical analysis for FSW is overviewe... In recent studies,critical research interest exists in the thermo-mechanical analysis of the friction stir welding(FSW)process by numerical simulation.In this review,the thermo-mechanical analysis for FSW is overviewed regarding the computational approaches,the heat generation,the temperature,and the material fl ow behavior.Current concerns,challenges,and opportunities in current studies are discussed considering the application of the thermo-mechanical analysis.Generally,larger computational scale and better computational effi ciency are required to allow better spatial resolution in future analysis.The concepts and approaches demonstrated in the thermo-mechanical analysis for FSW open up quantitative prospects for the design of the FSW process. 展开更多
关键词 friction stir welding Temperature HEAT generation material flow Microstructure defect
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基于CEL方法搅拌摩擦焊材料流动及缺陷的模拟 被引量:14
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作者 朱智 王敏 +3 位作者 张会杰 张骁 于涛 吴振强 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期294-299,共6页
基于欧拉-拉格朗日耦合(CEL)方法,建立一个新的搅拌摩擦焊多场耦合计算模型,模拟焊接过程中焊缝区材料的塑性流动与缺陷形成,并通过开展搅拌摩擦焊试验,分别从温度场、焊缝宏观形貌、焊缝截面塑性应变及焊接缺陷几方面对模拟结果的准确... 基于欧拉-拉格朗日耦合(CEL)方法,建立一个新的搅拌摩擦焊多场耦合计算模型,模拟焊接过程中焊缝区材料的塑性流动与缺陷形成,并通过开展搅拌摩擦焊试验,分别从温度场、焊缝宏观形貌、焊缝截面塑性应变及焊接缺陷几方面对模拟结果的准确性进行验证。结果表明:模拟温度与实测数据吻合较好,最大误差为23.4℃;焊缝宏观形貌、焊缝截面塑性应变区的形状和尺寸均与实际焊缝吻合较好;模型能够较准确地预测焊缝内部孔洞缺陷的形成,且缺陷产生的位置与实际位置相吻合,缺陷尺寸的模拟值略大于其实测值。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 材料流动 焊接缺陷 欧拉-拉格朗日耦合方法 数值模拟
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基于数值模拟的搅拌摩擦焊接成形缺陷预测 被引量:3
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作者 龙玲 刘淅 +2 位作者 胡登纯 孙占国 孔德凝 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期137-142,共6页
采用DEFORM-3D软件建立了搅拌摩擦焊三维热-力耦合有限元模型,通过数值模拟研究了不同工艺参数条件下预测搅拌摩擦焊成形缺陷的方法。将数值模拟的缺陷预测结果与实验结果进行对比,验证了本模型进行缺陷预测的可行性。为了研究焊缝成形... 采用DEFORM-3D软件建立了搅拌摩擦焊三维热-力耦合有限元模型,通过数值模拟研究了不同工艺参数条件下预测搅拌摩擦焊成形缺陷的方法。将数值模拟的缺陷预测结果与实验结果进行对比,验证了本模型进行缺陷预测的可行性。为了研究焊缝成形缺陷产生的原因,对比分析了搅拌倾角、焊速等工艺参数影响搅拌摩擦焊温度及材料流动的规律,结果表明,增大搅拌头倾角可明显增加焊缝前进侧材料的焊接温度,增大焊速会小幅降低前进侧根部材料的焊接温度。同时,增大搅拌头倾角可增大搅拌头后方材料的接触压力,相应地可增大其摩擦驱动力,促使材料产生塑性流动;但增大焊速,会使接触压力降低,使材料因摩擦驱动力不足而流速过小,甚至停止流动形成孔洞型缺陷。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 数值模拟 缺陷预测 材料流动
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轴肩型面对角接接头静轴肩搅拌摩擦焊缝成形的影响 被引量:1
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作者 夏佩云 尹玉环 +4 位作者 董吉义 吕红亚 王春明 赵慧慧 封小松 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第13期96-101,共6页
设计了钝角与圆角两种型面的静轴肩搅拌工具,通过采用7A52与7B52异种材料进行试验,分析两种搅拌工具作用下焊缝成形和材料流动特点,进而分析对不同焊接参数(焊接转速、焊接速度、压入量)对焊缝成形的影响。结果表明,前进侧材料向下流动... 设计了钝角与圆角两种型面的静轴肩搅拌工具,通过采用7A52与7B52异种材料进行试验,分析两种搅拌工具作用下焊缝成形和材料流动特点,进而分析对不同焊接参数(焊接转速、焊接速度、压入量)对焊缝成形的影响。结果表明,前进侧材料向下流动在顶部形成瞬时空腔,圆角型面轴肩有利于焊缝顶部材料补给前进侧的空腔,在极小压入量0.05mm、焊接转速1000r/mm、焊接速度100~200mm/min范围内均可获得表面光洁、无缺陷的接头;钝角型面轴肩由于不利于补给前进侧的空腔,在前进侧顶部与顶角位置产生缺陷,即使改变工艺参数也无法消除顶角缺陷。 展开更多
关键词 角接接头 静轴肩搅拌摩擦焊 顶角缺陷 材料流动 轴肩型面
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轴肩形貌对搅拌摩擦搭接焊材料流动与接头成形的影响 被引量:5
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作者 胡云瑞 何兆坤 +1 位作者 张利国 吕赞 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第13期199-202,共4页
以2024-T4铝合金为研究对象,基于流体力学软件FLUENT对不同轴肩形貌的搅拌摩擦搭接焊中材料的流动行为进行模拟,并进行了试验验证。数值模拟结果表明:搅拌头轴肩边缘处的材料具有较大的流动速率;材料的流速随着距搅拌头距离的增加而减... 以2024-T4铝合金为研究对象,基于流体力学软件FLUENT对不同轴肩形貌的搅拌摩擦搭接焊中材料的流动行为进行模拟,并进行了试验验证。数值模拟结果表明:搅拌头轴肩边缘处的材料具有较大的流动速率;材料的流速随着距搅拌头距离的增加而减小。相比于同心圆轴肩的搅拌头,使用六螺旋轴肩搅拌头可在搭接面处具有更大的流动速率。试验结果表明,使用六螺旋轴肩所得的钩状缺陷向上弯曲程度更大,揭示了模拟结果的正确性。 展开更多
关键词 搅拌摩擦搭接焊 轴肩形貌 材料流动 钩状缺陷
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5052铝合金搅拌摩擦焊的材料流动数值模拟 被引量:4
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作者 文旭峰 苗臣怀 +1 位作者 曹丽杰 吴晓虎 《热加工工艺》 北大核心 2022年第5期105-109,共5页
采用Abaqus软件,基于ALE(任意拉格朗日-欧拉)方法建立5052铝合金搅拌摩擦焊的有限元模型,利用粒子追踪手段对5052铝合金搅拌摩擦焊接过程中的材料流动进行模拟。结果表明:前进侧材料随轴肩转动进入后退侧,而后退侧材料却不会进入前进侧... 采用Abaqus软件,基于ALE(任意拉格朗日-欧拉)方法建立5052铝合金搅拌摩擦焊的有限元模型,利用粒子追踪手段对5052铝合金搅拌摩擦焊接过程中的材料流动进行模拟。结果表明:前进侧材料随轴肩转动进入后退侧,而后退侧材料却不会进入前进侧;上表层材料和下表层材料不会离开各自表面层,而后退侧的中间层材料在轴肩带动下进入上表层;随转速增加材料流动性增强。模拟以及试验结果均表明,与平轴肩相比,在相同焊接参数下,凹轴肩能更有效避免接头产生孔洞缺陷。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 材料流动 缺陷预测
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铝合金搅拌摩擦焊材料流场非对称性的数值模拟研究 被引量:1
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作者 李迎 叶春利 +3 位作者 魏翀 任友彬 周佳 曹鹏 《焊接技术》 2018年第6期15-20,共6页
铝合金搅拌摩擦焊(FSW)过程中,搅拌头附近的材料在高温下发生剧烈的塑性流动。FSW过程中的材料流动直接关系到接头质量。由于运用试验直接观察手段研究固态金属的瞬态塑性流动十分困难,因此数值模拟是研究FSW过程中材料流动行为的重要... 铝合金搅拌摩擦焊(FSW)过程中,搅拌头附近的材料在高温下发生剧烈的塑性流动。FSW过程中的材料流动直接关系到接头质量。由于运用试验直接观察手段研究固态金属的瞬态塑性流动十分困难,因此数值模拟是研究FSW过程中材料流动行为的重要手段。针对2024铝合金建立了基于计算流体力学(CFD)的材料流动模拟仿真模型,模拟得到了FSW过程中温度、塑性变形等物理量的三维分布。模拟结果与试验结果对比表明,温度场模拟结果与试验结果吻合良好;分析模拟结果发现,搅拌头附近材料应变速率并非对称分布。模拟结果表明,FSW过程中,材料在搅拌针前方分流,在搅拌针后方焊合,分流与焊合位置均位于前进侧;随着焊接速度的提高,焊合难度增大,从而使FSW过程中沟槽缺陷产生的倾向性增大。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 材料流动 数值模拟 计算流体力学 缺陷
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搅拌头结构对搅拌摩擦焊缺陷形成机制的影响 被引量:1
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作者 杨智勇 李武鹏 +2 位作者 张宇 李志强 李卫京 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期374-384,共11页
采用不同结构的搅拌头和工艺参数,焊接热输入和材料流动行为不同,焊缝缺陷的类型也不同。基于Deform软件建立了A7N01材料搅拌摩擦焊仿真模型,通过焊接试验的测温曲线和缺陷完成了模型准确性评价。对比分析了3种搅拌头对焊接缺陷形成的... 采用不同结构的搅拌头和工艺参数,焊接热输入和材料流动行为不同,焊缝缺陷的类型也不同。基于Deform软件建立了A7N01材料搅拌摩擦焊仿真模型,通过焊接试验的测温曲线和缺陷完成了模型准确性评价。对比分析了3种搅拌头对焊接缺陷形成的影响。搅拌头结构不同,不同深度处的材料粒子点的切向填充速度不同。圆台搅拌头焊接多出现隧道缺陷、犁沟缺陷,平面搅拌头焊接多出现半隧道半犁沟缺陷。工艺参数与搅拌头的匹配度不同,在焊缝前进侧会出现不同类型的缺陷,并针对该问题提出了预防缺陷的二维工艺参数窗口。与圆台搅拌头相比,平面搅拌头焊接时可用的焊接工艺参数更广。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 平面搅拌头 焊接缺陷 材料流动 热输入
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T型接头角接静轴肩搅拌摩擦焊缺陷研究 被引量:7
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作者 曾申波 陈高强 +2 位作者 刘瞿 张弓 史清宇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期193-199,共7页
通过一系列工艺参数试验,获得无缺陷的T型接头焊缝。针对缺陷的形成,重点分析三种不同的搅拌针,即圆锥光针、圆锥螺纹针和短圆柱光针,对6 mm厚的6082-T6铝合金T型接头从内角角焊缝进行静轴肩搅拌摩擦焊接,并分析对应的焊缝产生的宏观缺... 通过一系列工艺参数试验,获得无缺陷的T型接头焊缝。针对缺陷的形成,重点分析三种不同的搅拌针,即圆锥光针、圆锥螺纹针和短圆柱光针,对6 mm厚的6082-T6铝合金T型接头从内角角焊缝进行静轴肩搅拌摩擦焊接,并分析对应的焊缝产生的宏观缺陷。发现角接静轴肩搅拌摩擦焊容易在前进侧产生孔洞或沟槽缺陷。进一步分析发现,缺陷的产生受T接搅拌针和T接静轴肩的影响,在搅拌头周围,受T接静轴肩和T接搅拌针上部的影响,会形成搅拌针上部塑性流动区域,受搅拌针下部的影响,会形成搅拌针下部塑性流动区域.通过研究提出:搅拌针下部的孔洞缺陷可以通过采用螺纹的锥形搅拌针进行消除。而搅拌针上部的孔洞缺陷受到90°的T接静轴肩几何形状的影响流动能力较弱,通过倾角的改变可获得无缺陷的焊缝,并且对其缺陷形成机制的物理模型进行分析。 展开更多
关键词 T型接头 角接静轴肩搅拌摩擦焊 倾角 缺陷 形成机制
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