搅拌摩擦焊网

     针对轨道列车车体铝合金搅拌摩擦焊过程中产生的装配间隙问题，采用在间隙处填充焊丝与焊片的方式对6082-T6铝合金进行搅拌摩擦焊接。结果表明，两种填充方式的FSW接头在拉伸过程中均断裂于热影响区，填充的焊丝与焊片并不会导致焊核区在拉伸过程中开裂，进而影响接头力学性能。提高焊接速度有助于增强填充焊片接头的拉伸强度，最优焊接参数为转速1200r/min，焊接速度600mm/min，其抗拉强度达到245MPa；而对于填充焊丝的接头，其抗拉强度略有降低，为235MPa。本研究为铝合金长直搅拌摩擦焊缝间隙问题提供了一种有效的解决方案。

摘 要： 为了研究搅拌头倾角对搅拌摩擦焊接过程的影响机理，基于 DEFORM-3D 软件建立了带倾角的 FSW 三
维热-力耦合模型，模拟了搅拌摩擦焊接过程中焊缝区材料的三维运动轨迹，对比分析了有无倾角时 FSW 过程中
材料流动行为的差异ऩ结果表明，前进侧材料绕搅拌针旋转后大部分沉积于搅拌头后方前进侧区域，返回侧的材料
大部分被搅拌头旋推至后方而沉积；采用倾角可以增强搅拌头后方材料从返回侧运动至前进侧区间的流动性，同
时还有利于增强材料在厚度方向的运动能力。根据模拟的材料流动行为对接头缺陷进行了趋势预测，预测结果与
ݝ试验结果吻合良好。
关键词： 搅拌摩擦焊；流动行为；搅拌头倾角；数值模拟；缺陷预测
中图分类号：TG 453 文献标识码：A doi：1012073/jMhjxbE2019400017

氧化膜对6082铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的影响

张欣盟1何广忠1王贝贝2,3杨超2薛鹏2倪丁瑞2马宗义2

1. 中车长春轨道客车股份有限公司2. 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心3. 东北大学材料科学与工程学院

摘要：对6 mm厚的6082-T6铝合金进行两种表面处理然后实施搅拌摩擦焊接,研究了对接面氧化膜对接头组织和疲劳性能的影响。结果表明,进行速度为1000 mm/min的高速焊接时,对接面未打磨和打磨的接头焊接质量都良好,接头强度系数达到81%;两种接头的疲劳性能基本相同,疲劳强度均为100 MPa;少数样品在焊核区外断裂,大部分样品在热影响区断裂。与接头相比,两种接头焊核区的疲劳性能有所提高,均为110 MPa,在疲劳测试中裂纹并未沿"S"线萌生和扩展。 

   搅拌摩擦焊接头设计注意事项： 搅拌摩擦焊工艺要求合适的接头设计、底部的衬垫和支撑结构 – 对于中空型材接头设计，需要确保搅拌摩擦焊接头有充足的材料以防止压溃或者热输入过大，同时具备良好的夹紧力。 以下为常规搅拌摩擦焊与静轴肩搅拌摩擦焊的一些基础接头形式的相关介绍。 *所有接头均需良好的夹紧力，以便夹紧固定搅拌摩擦焊工件。

在FSW中，一个圆柱体带特殊设计的轴肩和搅拌针的搅拌头旋转着插入两个片材或板材工件之间的接缝里。部件必须牢固夹紧，防止接合面受力分开。搅拌头和被焊材料之间的摩擦产生了摩擦热，使材料热塑化，当搅拌头沿着待焊界面向前移动时，热塑化的材料由搅拌头的前部向后部转移，并且在搅拌头的机械锻造作用下，实现工件间的固相连接。 无熔化 不使用耗材 热输入来自工具界面和材料之间的摩擦。 搅拌头旋转并锻压在工件上。 塑化材料形成均匀的焊缝。FSW工艺过程图由©TWI提供