攪拌摩擦焊（Friction Stir Welding,FSW）,是一項環(huán)保的焊接技術(shù),焊接過程中不需要保護氣,價格低廉而且焊接成型好。焊接過程中的溫度場會影響焊接接頭的組織結(jié)構(gòu)、應力應變分布等,從而影響焊接接頭的質(zhì)量。然而,攪拌摩擦焊是一個多物理場耦合的復雜過程,常規(guī)實驗測溫方法需要耗費大量人力物力,且難以對焊接過程中的溫度場進行全面的了解。為了了解攪拌摩擦焊接過程中的溫度場分布情況,本文采用有限元模擬與實驗驗證相結(jié)合的方法,對6061-T6鋁合金在焊接過程中的溫度場進行了研究。對不同工況下焊接試樣各測溫點的溫度變化進行了即時記錄,分析了焊接參數(shù)對溫度變化的影響,以及溫度對應力分布的影響。通過分析攪拌摩擦焊的物理過程,用ANSYS有限元軟件模擬了焊接過程,分析了焊接過程中的溫度場及應力場,研究內(nèi)容與結(jié)果如下:（1）對不同焊接參數(shù)下的焊接過程進行了模擬,結(jié)果顯示:不同焊接參數(shù)下,溫度場分布區(qū)域變化情況一致,高溫區(qū)域成橢圓形,隨著焊接進行向焊接前進方向移動;轉(zhuǎn)速越高,焊接速度越慢,峰值溫度越高,高溫區(qū)范圍越大。（2）在焊接參數(shù)400～1200rpm,100mm/min下,焊接應力隨轉(zhuǎn)速增... 

【文章來源】：桂林理工大學廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

攪拌摩擦焊接原理圖

桂林理工大學碩士學位論文3大型環(huán)縫攪拌摩擦焊接時背部剛性支撐墊板的安裝問題，美國國家航空航天局（NationalAeronauticsandSpaceAdministration，簡稱NASA）開發(fā)了雙軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)[20]，并將其成功應用于運載火箭貯箱環(huán)縫[21]以及SLS貯箱的焊接。2002年8月，美國月蝕航空公司利用FSW技術(shù)研制出了全攪拌摩擦焊輕型商用飛機，首次試飛成功。2009年，洛馬公司在米丘德總裝廠開始建造獵戶座飛船[22]，于2014年12月首次無人測試飛行成功，焊接飛船的設備為萬用焊接系統(tǒng)II（UniversalWeldSystemII，UWSII）。圖1.2deltaⅡ太空船燃料箱專用FSW設備Figure1.2DeltaⅡspacecraftfueltankdedicatedFSWequipments圖1.3航天飛機助推燃料筒Figure1.3Spaceshuttleboosterfuelbarrel（2）在造船業(yè)中的應用。在造船業(yè)中，攪拌摩擦焊主要應用于壁板、甲板、側(cè)墻以及船體外殼、直升機降落平臺等構(gòu)件中[23]。我國自主研發(fā)的，由鋁合金板焊接而成的“雙體穿浪艇”中應用了攪拌摩擦焊技術(shù)。大連武漢等造船廠也使用攪拌摩擦焊對船體的壁板、甲板等合金結(jié)構(gòu)進行了焊接。2015年，航空工業(yè)賽福斯特公司為中船重工提供雙機頭攪拌摩擦焊設備，用于筒體環(huán)縫及縱縫焊接。焊接系統(tǒng)配備雙機頭，薄板焊接機頭，具有二維攪拌摩擦焊接功能及自動換刀功能，最大焊接厚度16mm，厚板焊接機頭集成有去匙孔機構(gòu)，最大焊接厚度35mm。在國外，挪威MarineAluminum公司的FSW設備，是世界上第一臺商業(yè)化的FSW

桂林理工大學碩士學位論文3大型環(huán)縫攪拌摩擦焊接時背部剛性支撐墊板的安裝問題，美國國家航空航天局（NationalAeronauticsandSpaceAdministration，簡稱NASA）開發(fā)了雙軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)[20]，并將其成功應用于運載火箭貯箱環(huán)縫[21]以及SLS貯箱的焊接。2002年8月，美國月蝕航空公司利用FSW技術(shù)研制出了全攪拌摩擦焊輕型商用飛機，首次試飛成功。2009年，洛馬公司在米丘德總裝廠開始建造獵戶座飛船[22]，于2014年12月首次無人測試飛行成功，焊接飛船的設備為萬用焊接系統(tǒng)II（UniversalWeldSystemII，UWSII）。圖1.2deltaⅡ太空船燃料箱專用FSW設備Figure1.2DeltaⅡspacecraftfueltankdedicatedFSWequipments圖1.3航天飛機助推燃料筒Figure1.3Spaceshuttleboosterfuelbarrel（2）在造船業(yè)中的應用。在造船業(yè)中，攪拌摩擦焊主要應用于壁板、甲板、側(cè)墻以及船體外殼、直升機降落平臺等構(gòu)件中[23]。我國自主研發(fā)的，由鋁合金板焊接而成的“雙體穿浪艇”中應用了攪拌摩擦焊技術(shù)。大連武漢等造船廠也使用攪拌摩擦焊對船體的壁板、甲板等合金結(jié)構(gòu)進行了焊接。2015年，航空工業(yè)賽福斯特公司為中船重工提供雙機頭攪拌摩擦焊設備，用于筒體環(huán)縫及縱縫焊接。焊接系統(tǒng)配備雙機頭，薄板焊接機頭，具有二維攪拌摩擦焊接功能及自動換刀功能，最大焊接厚度16mm，厚板焊接機頭集成有去匙孔機構(gòu)，最大焊接厚度35mm。在國外，挪威MarineAluminum公司的FSW設備，是世界上第一臺商業(yè)化的FSW

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]大功率發(fā)射機在線非接觸式智能溫控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 劉春學.  電子世界. 2019(13)
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碩士論文
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[3]鋁/鎂異種金屬攪拌摩擦焊搭接溫度場的研究[D]. 萬昕.大連交通大學 2012
[4]攪拌摩擦焊溫度場數(shù)值模擬研究[D]. 陳婷.東北大學 2012
[5]5A02鋁合金攪拌摩擦焊接工藝及溫度場研究[D]. 蘇曉莉.西安建筑科技大學 2006



本文編號：2948350