搅拌摩擦焊S线特征模型

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1、WELDINGTECHNOLOGY焊接技术搅拌摩擦焊S线特征模型水ModelforS—LineCharacteristicsinFSW妻然塞璺兰里苎三量!耋墅王卫兵董春林栾国红张坤航空焊接与连接技术航空科技重点实验室一⋯。一⋯”南京晨光集团有限责任公司周海峰【摘要】建立搅拌摩擦焊S线特征模型，阐述了S线特征产生的规律及其在焊核中的分布形态。将S线特征处母材简化成刚性质点，借助XY面、尼面内S线特征处刚性质点的运动轨迹，描述了S线特征的产生规律。在朋面内，S线特征以焊接步长∥为周期分布在焊核内。在忍面内，轴肩影响区内S线特征不明显且刚性质点具有向前进侧运动的趋势，搅拌针影响区内S线特征呈不规

2、则曲线形状分布在焊核内。通过6005铝合金搅拌摩擦焊S线特征的试验研究，验证了S线模型的合理性。利用该模型分析了S线特征与板厚的相关随着FSW技术应用的深入，FSW基础研究已成为研究热点，而FSW对接焊焊核中部区域普遍存在的s线特征是研究热点之一。诸多学者对S线特征的成分及产生原因进行了深入研究，Chen等川认为S线特征区域分布有A1：0，颗粒，谢腾飞等闭认为通过改变搅拌针的形状可以影响S线特征的形成。在待焊界面消失模型理论【3】的基础上，文中提出S线特征模型，解释了S线特征分布规律，S线的分布规律侧面揭示了FSW过程中塑性金属的流动规律，同时讨论了消除S线特征的措施，为FSW接头性能的优

3、化提供理论基础。性、搭接界面上翘等工程问题，并提出解决措施。关键词：s线特征模型待焊界面刚性质点焊1模型的提出接步长【ABSTRACT】ThecharacteristicsofS-lineinfric—tionstirweldingjointincludingitsgeneratinglaw,loca—tionmorphologyareexpounded，furthermore，themodelisestablished．Theparentmaterialissimplifiedtorigidpar-ticle，andfollowingupitsmotiontrackinXY,勉plane

4、s，thegeneratinglawofS-lineiselaborated．InXYplane．S—linedistributescyclicallyinnuggetzonewithintervalof“，whilst，inXzplane，S-linefailstobeclearlyseenandispronetomovetowardsadvancingsideinshoulder-af-fectedzone；Meanwhile，itmanifestsinirregularly—shapedCHIVESinpin—affectedzone．Theassumptionisverifiedb

5、yAA6005weldingexperimentcarriedoutbyfrictionstirwelding．TheS-linemodelpresentedinthispaperputsin-sighttorelativeengineeringapplication．Keywords：ModelforS-linecharacteristicPre-weldinginterfaceRigidparticleWeldingstepDOI：10．16080／j．issnl671-833x．2015．S1．007搅拌摩擦焊技术(FrictionStirWelding，FSW)作为革命性的固相焊接

6、技术，已广泛应用于诸多有色金属的连接。FSW接头组织致密、性能优越，得到了有色金属焊接领域的广泛认可。}航空科学基金资助项目(2012ZE25007)资助。铝合金薄板FSW对接接头中的S线分布如图1所示，其中XY面S线特征为平行于焊缝上表面的平面内S线分布特征描述，XZ面S线特征为平行于横截面内的平面内S线分布特征描述，焊接方向沿l，坐标轴的正向。焊接步长(∥)为焊接单步内搅拌头移动的距离，即搅拌头旋转一周沿焊接方向移动的距离，∥=焊接速度(v)／焊接转速(woFSW焊缝弧纹是指FSW焊接过程中材料的层状转移在焊核内部留下的明暗相问的纹路，弧纹的间距代表了一个焊接单步。XY面内s线特征以∥

7、为周期分布，且与焊缝弧纹的周期性位置重叠。图2为XY面s线特征分布模型，该XY面位于板材的中部位置，在z方向上远离轴肩影响区，研究的时图1FSW接头示意图Fig．1SchematicofFSWweld2015年增fusl·航空制造技术7焊接技术WELDINGTECHNOLOGY间单位为单个∥所需时间。为更直观分析s线形成过程，把S线离散成刚性质点，然后对刚性质点进行受力分析，进而得出S线的运动及分布特点。取图2描述的朋面