攪拌摩擦焊（Friction Stir Welding,FSW）,是一項(xiàng)環(huán)保的焊接技術(shù),焊接過(guò)程中不需要保護(hù)氣,價(jià)格低廉而且焊接成型好。焊接過(guò)程中的溫度場(chǎng)會(huì)影響焊接接頭的組織結(jié)構(gòu)、應(yīng)力應(yīng)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(gè)多物理場(chǎng)耦合的復(fù)雜過(guò)程,常規(guī)實(shí)驗(yàn)測(cè)溫方法需要耗費(fèi)大量人力物力,且難以對(duì)焊接過(guò)程中的溫度場(chǎng)進(jìn)行全面的了解。為了了解攪拌摩擦焊接過(guò)程中的溫度場(chǎng)分布情況,本文采用有限元模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法,對(duì)6061-T6鋁合金在焊接過(guò)程中的溫度場(chǎng)進(jìn)行了研究。對(duì)不同工況下焊接試樣各測(cè)溫點(diǎn)的溫度變化進(jìn)行了即時(shí)記錄,分析了焊接參數(shù)對(duì)溫度變化的影響,以及溫度對(duì)應(yīng)力分布的影響。通過(guò)分析攪拌摩擦焊的物理過(guò)程,用ANSYS有限元軟件模擬了焊接過(guò)程,分析了焊接過(guò)程中的溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng),研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:（1）對(duì)不同焊接參數(shù)下的焊接過(guò)程進(jìn)行了模擬,結(jié)果顯示:不同焊接參數(shù)下,溫度場(chǎng)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(jìn)行向焊接前進(jìn)方向移動(dòng);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(yīng)力隨轉(zhuǎn)速增... 

【文章來(lái)源】：桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

攪拌摩擦焊接原理圖

桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文3大型環(huán)縫攪拌摩擦焊接時(shí)背部剛性支撐墊板的安裝問(wèn)題，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NationalAeronauticsandSpaceAdministration，簡(jiǎn)稱NASA）開(kāi)發(fā)了雙軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)[20]，并將其成功應(yīng)用于運(yùn)載火箭貯箱環(huán)縫[21]以及SLS貯箱的焊接。2002年8月，美國(guó)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(jī)，首次試飛成功。2009年，洛馬公司在米丘德總裝廠開(kāi)始建造獵戶座飛船[22]，于2014年12月首次無(wú)人測(cè)試飛行成功，焊接飛船的設(shè)備為萬(wàn)用焊接系統(tǒng)II（UniversalWeldSystemII，UWSII）。圖1.2deltaⅡ太空船燃料箱專用FSW設(shè)備Figure1.2DeltaⅡspacecraftfueltankdedicatedFSWequipments圖1.3航天飛機(jī)助推燃料筒Figure1.3Spaceshuttleboosterfuelbarrel（2）在造船業(yè)中的應(yīng)用。在造船業(yè)中，攪拌摩擦焊主要應(yīng)用于壁板、甲板、側(cè)墻以及船體外殼、直升機(jī)降落平臺(tái)等構(gòu)件中[23]。我國(guó)自主研發(fā)的，由鋁合金板焊接而成的“雙體穿浪艇”中應(yīng)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(duì)船體的壁板、甲板等合金結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jī)頭攪拌摩擦焊設(shè)備，用于筒體環(huán)縫及縱縫焊接。焊接系統(tǒng)配備雙機(jī)頭，薄板焊接機(jī)頭，具有二維攪拌摩擦焊接功能及自動(dòng)換刀功能，最大焊接厚度16mm，厚板焊接機(jī)頭集成有去匙孔機(jī)構(gòu)，最大焊接厚度35mm。在國(guó)外，挪威MarineAluminum公司的FSW設(shè)備，是世界上第一臺(tái)商業(yè)化的FSW

桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文3大型環(huán)縫攪拌摩擦焊接時(shí)背部剛性支撐墊板的安裝問(wèn)題，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NationalAeronauticsandSpaceAdministration，簡(jiǎn)稱NASA）開(kāi)發(fā)了雙軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)[20]，并將其成功應(yīng)用于運(yùn)載火箭貯箱環(huán)縫[21]以及SLS貯箱的焊接。2002年8月，美國(guó)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(jī)，首次試飛成功。2009年，洛馬公司在米丘德總裝廠開(kāi)始建造獵戶座飛船[22]，于2014年12月首次無(wú)人測(cè)試飛行成功，焊接飛船的設(shè)備為萬(wàn)用焊接系統(tǒng)II（UniversalWeldSystemII，UWSII）。圖1.2deltaⅡ太空船燃料箱專用FSW設(shè)備Figure1.2DeltaⅡspacecraftfueltankdedicatedFSWequipments圖1.3航天飛機(jī)助推燃料筒Figure1.3Spaceshuttleboosterfuelbarrel（2）在造船業(yè)中的應(yīng)用。在造船業(yè)中，攪拌摩擦焊主要應(yīng)用于壁板、甲板、側(cè)墻以及船體外殼、直升機(jī)降落平臺(tái)等構(gòu)件中[23]。我國(guó)自主研發(fā)的，由鋁合金板焊接而成的“雙體穿浪艇”中應(yīng)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(duì)船體的壁板、甲板等合金結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jī)頭攪拌摩擦焊設(shè)備，用于筒體環(huán)縫及縱縫焊接。焊接系統(tǒng)配備雙機(jī)頭，薄板焊接機(jī)頭，具有二維攪拌摩擦焊接功能及自動(dòng)換刀功能，最大焊接厚度16mm，厚板焊接機(jī)頭集成有去匙孔機(jī)構(gòu)，最大焊接厚度35mm。在國(guó)外，挪威MarineAluminum公司的FSW設(shè)備，是世界上第一臺(tái)商業(yè)化的FSW

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]鋁銅異種材料攪拌摩擦焊接接頭微觀組織與性能[J]. 孟強(qiáng),車倩穎,王快社,張坤,王文,黃麗穎,彭湃,喬柯.  材料導(dǎo)報(bào). 2019(12)
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[6]靜止軸肩對(duì)FSW溫度與應(yīng)力影響的數(shù)值模擬[J]. 劉景麟,呂贊,陳克鵬,杭子軒,崔璨.  精密成形工程. 2019(03)
[7]基于光電探測(cè)的多光譜測(cè)溫裝置[J]. 張磊,陳紹武,趙海川,王平,武俊杰.  中國(guó)光學(xué). 2019(02)
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[10]鋁合金攪拌摩擦焊在NASA的研究與應(yīng)用[J]. 于海靜,白志富,王國(guó)慶,趙衍華.  航天制造技術(shù). 2019(01)

碩士論文
[1]溫度場(chǎng)對(duì)5A06鋁合金FSW焊縫成形與接頭組織的影響[D]. 崔超.太原科技大學(xué) 2017
[2]鎂合金攪拌摩擦焊溫度場(chǎng)及接頭組織性能研究[D]. 肖詩(shī)雨.江蘇科技大學(xué) 2013
[3]鋁/鎂異種金屬攪拌摩擦焊搭接溫度場(chǎng)的研究[D]. 萬(wàn)昕.大連交通大學(xué) 2012
[4]攪拌摩擦焊溫度場(chǎng)數(shù)值模擬研究[D]. 陳婷.東北大學(xué) 2012
[5]5A02鋁合金攪拌摩擦焊接工藝及溫度場(chǎng)研究[D]. 蘇曉莉.西安建筑科技大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2948350