兵器材料科学与工程

2020, v.43;No.300(03) 13-18

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铝/钢异种金属搅拌摩擦焊接头数值模拟
Numerical simulation of friction stir welding joint of aluminum/steel dissimilar metal

莫淑娴;朱浩;马泽铭;张二龙;王军;

摘要(Abstract):

利用ANSYS有限元软件,建立铝/钢异种金属搅拌摩擦焊(FSW)双热源三维有限元模型,研究转速、焊速及偏移量对铝/钢异种金属FSW接头温度场及残余应力场的影响规律。结果表明:铝/钢异种金属FSW接头温度场呈明显不对称分布,钢侧温度明显高于铝侧,峰值温度出现在焊核区(WNZ)偏钢侧约4 mm处,约为512℃;垂直焊缝方向的纵向残余应力σ_x也呈明显不对称分布,σ_x峰值拉应力位于WNZ偏钢侧,达305 MPa,远离WNZσ_x迅速降低,并在轴肩边缘处拉应力转为压应力;随转速增大,峰值温度升高,σ_x峰值增大;随焊速增大,峰值温度和σ_x略升高;随偏移量增加,峰值温度略增大,σ_x略减小;与焊速和偏移量相比,转速对铝/钢异种金属FSW接头温度场及残余应力场影响较大。有限元计算的残余应力场与实测值基本吻合。

关键词(KeyWords): 铝/钢异种金属;搅拌摩擦焊;温度场;残余应力场;数值模拟

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(51705344);; 河北省教育厅重点项目(ZD2019102)

作者(Author): 莫淑娴;朱浩;马泽铭;张二龙;王军;

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DOI: 10.14024/j.cnki.1004-244x.20200115.001

参考文献(References):

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