回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊（Refill Friction Stir Spot Welding,RFSSW）是一種以攪拌摩擦點(diǎn)焊為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的固相連接技術(shù)。與常規(guī)攪拌摩擦點(diǎn)焊相比,這種方法填充了焊接過(guò)程中形成的匙孔,可以減小應(yīng)力集中,提高點(diǎn)焊接頭有效承載面積;與電阻點(diǎn)焊相比,這種方法熱輸入較小,沒(méi)有熔焊缺陷,適合用于鎂、鋁等輕質(zhì)金屬的點(diǎn)焊。本文針對(duì)2mm厚的AZ91D-H24鎂合金進(jìn)行RFSSW工藝試驗(yàn),通過(guò)有限元數(shù)值模擬、焊點(diǎn)形貌和微觀組織觀察以及力學(xué)性能分析,揭示RFSSW接頭形成機(jī)理,為其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。采用Abaqus軟件建立了RFSSW三維熱力耦合有限元模型,研究了焊接過(guò)程中溫度場(chǎng)、流場(chǎng)以及材料變形行為。結(jié)果表明,AZ91鎂合金回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊的溫度場(chǎng)為非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng),其關(guān)于焊點(diǎn)中軸線呈中心對(duì)稱分布。焊核區(qū)（Stir Zone,SZ）在厚度方向上溫度梯度隨著焊接過(guò)程的進(jìn)行顯著增大。焊接過(guò)程中的峰值溫度隨著下扎速度的減小、下扎深度的增大及焊具轉(zhuǎn)速的升高而上升,其中下扎速度的影響最大。在不同工藝參數(shù)下,熱機(jī)影響區(qū)（Thermo-Mechanically Affected... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：105 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

常規(guī)FSSW接頭形貌[21]

第1章緒論-5-圖1-3AZ31鎂合金板攪拌摩擦點(diǎn)焊焊接接頭各區(qū)域的顯微組織[25]Yuan[26]等人研究了AZ31鎂合金攪拌摩擦點(diǎn)焊過(guò)程中材料的流動(dòng)（采用圓錐帶螺紋攪拌針）及接頭區(qū)域的織構(gòu)演變（采用電子背散射顯微鏡，EBSD）。實(shí)驗(yàn)證明，隨著攪拌頭的轉(zhuǎn)速速度增加，軸肩的正向和切向擠壓作用促使焊接區(qū)組織結(jié)構(gòu)高度一致性，甚至使得在攪拌針根部附近的上表面材料取向與母材一致，如圖1-4所示。同時(shí)，作者對(duì)攪拌區(qū)的等軸細(xì)晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，認(rèn)為產(chǎn)生此種現(xiàn)象主要原因有二：一是孿晶導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，二是斷續(xù)的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。圖1-4AZ31鎂合金攪拌摩擦點(diǎn)焊后匙孔附近區(qū)域和Hook區(qū)域的EBSD反極圖[26](a,b)1500rpm下匙孔附近及Hook，(c,d)2500rpm下匙孔附近及Hook，(e)母材

第1章緒論-5-圖1-3AZ31鎂合金板攪拌摩擦點(diǎn)焊焊接接頭各區(qū)域的顯微組織[25]Yuan[26]等人研究了AZ31鎂合金攪拌摩擦點(diǎn)焊過(guò)程中材料的流動(dòng)（采用圓錐帶螺紋攪拌針）及接頭區(qū)域的織構(gòu)演變（采用電子背散射顯微鏡，EBSD）。實(shí)驗(yàn)證明，隨著攪拌頭的轉(zhuǎn)速速度增加，軸肩的正向和切向擠壓作用促使焊接區(qū)組織結(jié)構(gòu)高度一致性，甚至使得在攪拌針根部附近的上表面材料取向與母材一致，如圖1-4所示。同時(shí)，作者對(duì)攪拌區(qū)的等軸細(xì)晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，認(rèn)為產(chǎn)生此種現(xiàn)象主要原因有二：一是孿晶導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，二是斷續(xù)的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。圖1-4AZ31鎂合金攪拌摩擦點(diǎn)焊后匙孔附近區(qū)域和Hook區(qū)域的EBSD反極圖[26](a,b)1500rpm下匙孔附近及Hook，(c,d)2500rpm下匙孔附近及Hook，(e)母材

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊過(guò)程中材料流動(dòng)的數(shù)值模擬[J]. 蘇志強(qiáng),董康英,孫世烜,王金亮,馬小玉.  熱加工工藝. 2018(17)
[2]國(guó)內(nèi)外軌道車輛輕量化制造——AZ31鎂合金板攪拌摩擦點(diǎn)焊工藝[J]. 時(shí)晨旭,王明山,張松,焦建強(qiáng),楊大龍,丁成鋼.  國(guó)外鐵道機(jī)車與動(dòng)車. 2018(03)
[3]攪拌摩擦點(diǎn)焊過(guò)程溫度循環(huán)數(shù)值模擬[J]. 蘇志強(qiáng),劉娟,李超,杜憲策,紅亮.  焊接技術(shù). 2018(03)
[4]鑄態(tài)鎂合金AZ91D熱壓縮微觀組織演變本構(gòu)模型[J]. 黃飚,王振軍,陳智,尚鴻甫,余歡.  塑性工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[5]冷卻速度對(duì)AZ31鎂合金攪拌摩擦點(diǎn)焊接頭組織性能的影響[J]. 王小明,吳海江.  兵器材料科學(xué)與工程. 2017(02)
[6]AZ31鎂合金攪拌摩擦點(diǎn)焊溫度場(chǎng)的檢測(cè)及數(shù)值模擬分析[J]. 鄢柯,朱興元.  熱加工工藝. 2017(01)
[7]AZ80鎂合金流變應(yīng)力預(yù)測(cè)及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)[J]. 李凡波,周海濤,秦徑為,徐世鑫,丁洪波.  塑性工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[8]6082-T6回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊熱-流耦合分析[J]. 王希靖,許有偉,魏萬(wàn)奎,欒國(guó)紅.  材料科學(xué)與工藝. 2015(06)
[9]2A12鋁合金回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊接頭的組織及性能[J]. 時(shí)維元,林正英.  熱加工工藝. 2015(23)
[10]鎂合金攪拌摩擦焊的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 楊素媛,劉冬冬.  稀有金屬. 2014(05)

碩士論文
[1]2A12-T4鋁合金回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊工藝及機(jī)理研究[D]. 羅凌云.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]鎂基復(fù)合材料高溫高應(yīng)變率本構(gòu)關(guān)系及驗(yàn)證[D]. 崔少康.大連理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3599604