金属学报  2007, Vol. 43 Issue (3): 321-326

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焊接参数对搅拌摩擦焊接构件搅拌区材料融合的影响

张昭 张洪武

大连理工大学工程力学系

EFFECT OF WELDING PARAMETERS ON MIXTURE OF MATERIALS IN NUGGET ZONE IN FRICTION STIR WELDS

张昭; 张洪武 . 焊接参数对搅拌摩擦焊接构件搅拌区材料融合的影响[J]. 金属学报, 2007, 43(3): 321-326 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(824 KB)   摘要: 使用率相关本构模型模拟搅拌摩擦焊接过程，研究了焊接参数的变化对搅拌摩擦焊接构件横截面上材料变形的影响，通过对不同过程参数下等效塑性应变的研究，分析了搅拌区及热力影响区内焊缝中心线两侧材料的融合情况，根据变形分布，从理论上判断焊接参数的变化对焊接质量产生的影响。结果表明，在靠近焊接构件下部材料的融合随着搅拌头转速的增加和焊速的减小而趋于良好，但是搅拌头转速过高有可能导致焊接缺陷的产生。 关键词 ： 搅拌摩擦焊接,  有限元法,  焊接质量,  等效塑性     Abstract：Rate dependent constitutive model is used to simulate the friction stir welding process. The effect of the process parameters on the material deformation on the transverse section of the friction stir weld is investigated. The mixture of the materials on the both sides of the welding line in the nugget zone and thermo-mechanical zone is studied by means of the research on the equivalent plastic strain distributions under different process parameters. The effect of the process parameters on the weld quality is herein judged from the material deformations. Results indicate that mixture of the material can be improved when the angular velocity of the pin is increased or the welding speed is decreased. But flaws may occur when the angular velocity is too high. Key words： friction stir welding    finite element method    weld quality 收稿日期: 2006-06-21      ZTFLH:  TG404   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 张昭 张洪武 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/Y2007/V43/I3/321 [1]Mishra R S,Ma Z Y.Mater Sci Eng,2005;R50:1 [2]Liu H J,Chen Y C,Feng J C.Scr Mater,2006;55:231 [3]Feng J C,Chen Y C,Liu H J.Mater Sci Technol,2006; 22:86 [4]Zeng W M,Wu H L,Zhang J.Acta Metall Sin(Engl Lett), 2006;19:9 [5]Ma Z Y,Mishra R S,Mahoney M W.Acta Mater,2002; 50:4419 [6]Ma Z Y,Mishra R S.Scr Mater,2005;53:75 [7]Ma Z Y,Sharma S R,Mishra R S.Sct Mater,2006;54: 1623 [8]Xu S W,Deng X M,Reynolds A P,Seidel T U.Sci Technol Weld Joining,2001;6:191 [9]Deng X M,Xu S W.J Manuf Process,2004;6:125 [10]Fonda R W,Lambrakos S G.Sci Technol Weld Joining, 2002,7:177 [11]Schmidt H,Hattel J.Sci Technol Weld doining,2005;10: 176 [12]Khandkar M Z H,Khan J A,Reynolds A P,Sutton M A. J Mater Process Technol,2006;174:195 [13]Zhang H W,Zhang Z,Chen J T.Acta Metall Sin,2005; 41:853 (张洪武,张昭,陈金涛．金属学报,2005;41:853) [14]Zhang H W,Zhang Z,Chen J T.Mater Sci Eng,2005; A403:340 [15]Zhang z,Chen J T,Zhang H W．J Aeronaut Mater,2005; 25(6):33 (张昭,陈金涛,张洪武．航空材料学报,2005;25(6):33) [16]Zhang Z,Chen J T,Zhang H W．J Mater Eng,2006;(1): 19 (张昭,陈金涛,张洪武．材料工程,2006;(1):19) [17]Zhang H W,Zhang Z,Chen J T．Chin Mech Eng,2006; 17(7):719 (张洪武,张昭,陈金涛．中国机械工程,2006;17:719) [18]Zhang Z,Zhang H W．Ord Mater Sci Eng,2006;29(3): 61 (张昭,张洪武．兵器材料科学与工程,2006;29(3):61) [19]Zhang H W,Zhang Z,Chen J T．Trans Chin Weld Inst, 2005;26(9):13 (张洪武,张昭,陈金涛．焊接学报,2005;26(9):13) [20]Zhang Z,Zhang H W．Acta Metall Sin,2006;42:998 (张昭,张洪武．金属学报,2006;42:998) [21]Ponthot J P.J Mater Process Technol,1998,80-81:628 [22]Belytschko T,Liu W K,Moran B.Nonlinear Finite El- ??ements for Continua and Structures.New York:John Wiley & Sons Ltd,2000:131 [23]HKS Inc.ABAQUS Theory Manual,V6.4,Hibbt,Karls- son and Sorensen Inc.,2003 [24]Simo J C,Hughes T J R.Computational Inelasticity,New York:Springer,1998:153 [25]Potdar Y K,Zehnder A T.J Manuf Sci Eng,2003;125: 645 [26]Chen C M,Kovacevic R.Int J Mach Tools Manuf,2004; 44:1205 [27]Tang W,Guo X,McClure J C,Numes L E.J Mater Pro- cess Manuf Sci,1998;7:163 [28]Colegrove P,Painter M,Graham D,Miller T.Proc 2nd Int Syrup on Friction Stir Welding.Gothenburg:TWI Center,2000:162 [29]Fratini L,Buffa G.Int J Mach Tools Manuf,2005;45: 1188 [30]Marzoli L M,Strombeck A V,Dos Santos J F,Gambaro C,Volpone L M.Compos Sci Technol,2006;66:363Z [1] 李少杰, 金剑锋, 宋宇豪, 王明涛, 唐帅, 宗亚平, 秦高梧. “工艺-组织-性能”模拟研究Mg-Gd-Y合金混晶组织[J]. 金属学报, 2022, 58(1): 114-128. [2] 李学雄,徐东生,杨锐. 双相钛合金高温变形协调性的CPFEM研究[J]. 金属学报, 2019, 55(7): 928-938. [3] 王晨, 王贝贝, 薛鹏, 王东, 倪丁瑞, 陈礼清, 肖伯律, 马宗义. SiCp/6092Al复合材料搅拌摩擦焊接头的疲劳行为研究[J]. 金属学报, 2019, 55(1): 149-159. [4] 武传松, 宿浩, 石磊. 搅拌摩擦焊接产热传热过程与材料流动的数值模拟[J]. 金属学报, 2018, 54(2): 265-277. [5] 马宗义, 商乔, 倪丁瑞, 肖伯律. 镁合金搅拌摩擦焊接的研究现状与展望[J]. 金属学报, 2018, 54(11): 1597-1617. [6] 薛鹏, 张星星, 吴利辉, 马宗义. 搅拌摩擦焊接与加工研究进展*[J]. 金属学报, 2016, 52(10): 1222-1238. [7] 刘奋军, 傅莉, 张纹源, 孟强, 董春林, 栾国红. 2099-T83/2060-T8异质Al-Li合金搅拌摩擦焊搭接界面结构与力学性能[J]. 金属学报, 2015, 51(3): 281-288. [8] 杨超,王继杰,马宗义,倪丁瑞,付明杰,李晓华,曾元松. 7B04铝合金薄板的搅拌摩擦焊接及接头低温超塑性研究*[J]. 金属学报, 2015, 51(12): 1449-1456. [9] 朱瑞栋, 董文超, 林化强, 陆善平, 李殿中. CRH2A型动车组缓冲梁结构焊接残余应力的有限元模拟*[J]. 金属学报, 2014, 50(8): 944-954. [10] 张洪伟 张以都 吴琼. 喷丸强化过程及冲击效应的数值模拟[J]. 金属学报, 2010, 46(1): 111-117. [11] 徐韦锋 刘金合 栾国红 董春林. 厚板铝合金搅拌摩擦焊接头不同状态微观组织与力学性能[J]. 金属学报, 2009, 45(4): 490-496. [12] 赵达文 李金富. 相场法模拟动力学各向异性对过冷熔体中晶体生长的影响[J]. 金属学报, 2009, 45(10): 1237-1241. [13] 王鹏 董湘怀 傅立军. 基于全量理论的金属体积成形多步数值模拟[J]. 金属学报, 2009, 45(1): 124-128. [14] 谢广明; 马宗义; 耿林 . 搅拌摩擦焊接参数对ZK60镁合金接头微观组织和力学性能的影响[J]. 金属学报, 2008, 44(6): 665-670 . [15] 徐韦锋; 刘金合; 栾国红; 董春林 . 厚板铝合金搅拌摩擦焊接头显微组织与力学性能[J]. 金属学报, 2008, 44(11): 1404-1408 . Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed