张利国
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孟庆国
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姬书得
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栾国红
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柴鹏
材料科学与工艺
考虑材料参数随温度的变化关系以及搅拌头的实际结构形式,利用ANSYS FLUENT软件对搅拌摩擦焊过程中材料的流动行为进行了数值分析,研究了轴肩结构分别为平面、内凹与同心圆时的材料流动规律.研究表明,当轴肩结构发生变化时,焊件表面及内部的材料流动趋势基本相同;靠近焊件表面的材料流动速度在轴肩结构为同心圆时最大,在轴肩结构为平面时最小.从避免搅拌摩擦焊根部缺陷的角度看,同心圆轴肩的搅拌头优于内凹轴肩,这一规律得到了试验证实.
关键词:
搅拌摩擦焊
,
轴肩结构
,
材料流动
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数值分析
姬书得
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刘伟
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张利国
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栾国红
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张田仓
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陶军
材料科学与工艺
利用DEFORM软件建立了FGH96合金惯性摩擦焊的三维有限元分析模型,研究了焊接过程中的轴 向缩短量变化及材料塑性流动行为的规律.数值模拟结果表明,随着焊接时间的增加,试件轴向缩短量的变化幅度呈现先增加后减小的趋势,这与摩擦界面上材料的流动速度变化规律相同；当焊接过程达到稳态后,摩擦界面两边界附近的材料主要向界面外流动,而中心区域的材料流动方向主要与试件旋转方向相同.
关键词:
FGH96合金
,
惯性摩擦焊
,
材料流动
,
数值模拟
姬书得
,
温泉
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马琳
,
李继忠
,
张利
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00099
采用搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)实现了2mm厚TC4钛合金连接,结合数值模拟结果研究了温度分布对焊缝沿厚度方向显微组织特征和接头力学性能的影响规律.结果表明,当焊接速率为50 mm/min且转速为300 r/min时,靠近焊缝表面的材料温度峰值超过β相变温度.随着到焊缝表面距离的增加温度峰值逐渐变小,靠近焊缝底部的材料未超过β相变温度.在温度峰值超过β相变的焊缝区域,显微组织是由初生α相、板条状α相和剩余转变β相组成,且焊缝内部的板条状α相尺寸大于近表面区域.焊缝底部受到动态再结晶作用,呈现尺寸较小的α和β双相组织,且β相在α相基体上分布更均匀.当转速提高到350 r/min时,沿焊缝厚度方向上的超过β相变温度的区域变宽,板条状α相所占面积和尺寸增大,组织中出现板条状α相丛.取向不同的板条状α相散乱分布于组织中,阻碍裂纹扩展,利于接头的抗拉强度.
关键词:
搅拌摩擦焊
,
TC4钛合金
,
温度峰值
,
显微组织
,
抗拉强度
