搅拌头形状对双轴肩搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

发布时间：2017-09-16 01:07

  本文关键词：搅拌头形状对双轴肩搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

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【摘要】：双轴肩搅拌摩擦焊技术作为一种新型的搅拌摩擦焊方法,成功的解决了自支撑和未焊透等焊接问题。本文进行5A06铝合金双轴肩搅拌摩擦焊焊接试验,并对搅拌头结构设计进行优化,分析搅拌头形貌对焊缝成形及焊缝金属塑性流动形态影响,总结金属流动规律。采用预实验设计的分体式搅拌头,对10mm厚5A06铝合金进行焊接试验时,经常会出现搅拌针和定位销钉扭断的问题。针对前期预实验出现的问题,对结伴头结构进行结构优化,有效解决该问题。轴肩形貌和搅拌头形状对焊缝成形有重要的影响。凹形轴肩由于与工件接触面积小,产热不足,与凸面相比,表面成形很差,增加轴肩表面凹槽数,有利于金属汇聚,焊缝表面成形更好；对于6mm 5A06铝合金的焊接,1°凸角最佳；采用左螺纹搅拌针时由于焊缝厚度方向上塑性流动加剧,导致轴肩后方金属溢出增多,出现类似鱼鳞纹的表面形状；光面三凹槽搅拌针设计由于只产生横向塑性流动,表面成形效果最好；左螺纹三凹槽搅拌头由于塑性金属流动紊乱导致焊缝在返回侧出现裂纹,焊接效果最差。6mm和10mm厚5A06铝合金在焊缝厚度方向上仍然满足传统搅拌摩擦焊塑性流动规律,但由于下轴肩的存在,温度场发生变化,搅拌针端部周围冷金属对塑形金属软约束不够,导致其塑性流动发生差异。而6mm厚相较于10mm厚板在塑性流动上,由于温度梯度较小,不易产生孔洞等缺陷。双轴肩搅拌摩擦焊焊缝横截面显微硬度呈W形分布,6mm厚焊缝中心硬度约为104.1HV,而10mm为101.4HV；厚度方向上显微硬度变化较小。
【关键词】：双轴肩搅拌摩擦焊 搅拌头形貌 不同板厚 焊缝成形
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG453.9
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 论文研究目的及意义8-9
• 1.2 搅拌头研究9-13
• 1.3 双轴肩搅拌摩擦焊研究13-17
• 1.4 论文主要研究内容17-19
• 第2章 试验条件及方法19-22
• 2.1 试验条件19-20
• 2.1.1 试验材料19-20
• 2.1.2 试验设备20
• 2.2 试验方法20-22
• 第3章 搅拌头结构的优化和改进22-28
• 3.1 固定轴肩间隙式搅拌头设计依据22-24
• 3.2 预实验及搅拌头优化24-27
• 3.3 本章小结27-28
• 第4章 搅拌头形状对焊缝成形的影响28-46
• 4.1 轴肩形状对焊缝成形的影响28-37
• 4.1.1 轴肩形貌对焊缝成形的影响28-35
• 4.1.2 轴肩凸角角度对焊缝成形的影响35-37
• 4.2 搅拌针形状对焊缝成形的影响37-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第5章 板材厚度对双轴肩搅拌摩擦焊塑性流动的影响46-54
• 5.1 不同板厚金属塑性流动的差异46-50
• 5.2 显微硬度分析50-53
• 5.3 本章小结53-54
• 第6章 结论54-56
• 6.1 结论54-55
• 6.2 工作展望55-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘杰;邓钢;韩凤武;杨景宏;;双轴肩搅拌摩擦焊技术在铝合金车体制造中的应用发展[J];焊接;2015年01期

2 ;双轴肩自支撑搅拌摩擦焊技术的工业化应用[J];现代焊接;2010年09期

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本文编号：859965