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搅拌摩擦焊热循环形成规律及热输入控制研究

张剑峰  
【摘要】:本文采用实测搅拌摩擦焊焊接接头特征点处焊接热循环及数值回归分析等方法,研究搅拌头转速及行进速度对焊接热循环的影响规律。结果表明:搅拌摩擦焊峰值温度可以用下面公式计算: Tp/Tm=A(ω~k/v~α)β其中Tm为金属熔化温度,k、α与测温位置有关。对于焊核区α为0;对于热影响区α为1,并且且距离焊缝中心距离越近,k值越大。 设计四组不同热输入条件下的焊接参数组合,研究不同焊接热输入下的焊接接头组织和力学性能。结果表明:随着焊接热输入的增加,热影响区因GP区的回溶导致其含量减少,S相含量几乎没变化;焊核区发生了S相的回溶和GP区的再析出过程导致GP区含量增加和S相含量减少。随着焊接热输入的增大,热影响区最低硬度值降低,而焊核区的硬度上升,当转速为1500rpm、前进速度为1000mm/min时,接头中的低硬度区得到有效控制。同时,整体焊接接头最大抗拉强度可以达到母材的97%,延伸率可以达到母材的67%。微区拉伸结果显示,随着焊接热输入的提高,焊核区和热机区拉伸性能明显提高,并且各区域拉伸性能差距较小,说明焊接接头各区域协调变形能力增强,因此使整体焊接接头的强度和塑性得到提高。


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