铝合金搅拌摩擦焊材料流场非对称性的数值模拟研究

作者：李迎; 叶春利; 魏翀; 任友彬; 周佳; 曹鹏

来源：焊接技术, 2018, 47(06): 15-5.

DOI：10.13846/j.cnki.cn12-1070/tg.2018.06.004

• 搅拌摩擦焊
• 材料流动
• 数值模拟
• 计算流体力学
• 缺陷

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。

• 单位
  首都航天机械有限公司