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摘要： 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.

[ 摘要]　 针对2A14 铝合金搅拌摩擦焊过程，基于CEL 数值模拟方法，采用Pressure Independ Multiyield Material 模型，进行了不同搅拌头旋转速度与焊接速度条件下温度场有限元模拟分析。根据温度场分布分析了不同工艺条件下搅拌头前端黏流层厚度变化规律。依据搅拌摩擦焊过程中流变层工艺要求与黏流层模拟厚度，预测了不同工艺条件下的焊接质量，进而提出了2A14 铝合金搅拌摩擦焊工艺参数控制准则。
关键词：搅拌摩擦焊；温度场；Pressure Independ Multiyield Material 模型；黏流层；数值模拟
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2018.08.055