鋁合金攪拌摩擦焊溫度場實驗研究.pdf

1、目前,針對攪拌摩擦焊接的溫度場測定方面的研究多是利用熱電偶測溫技術來測量試板的溫度分布,但對于攪拌工具的溫度場分布則鮮有系統(tǒng)性的研究。了解攪拌工具的溫度場對于利用模擬軟件來模擬攪拌摩擦焊接過程中各邊界參數(shù)選擇具有指導性意義。而對于攪拌工具溫度場測量的主要問題在于其在高速旋轉下溫度數(shù)據(jù)的測量與獲得問題。本文在前人設計的攪拌工具測溫系統(tǒng)的基礎上進行了改進并校準,提高了測溫系統(tǒng)的準確度及實驗數(shù)據(jù)的可靠性。
　　本文設計了多種不同類型的攪

2、拌摩擦工具,分別與不同材質的試板進行焊接,通過熱電偶測溫技術,結合改進后的攪拌頭測溫系統(tǒng)及試板溫度記錄儀,測量了不同材質、不同幾何特征的攪拌工具在不同散熱條件下,攪拌工具及鋁合金焊接試板的溫度場分布,分析了各種邊界條件對攪拌摩擦焊工具及鋁合金焊接試板溫度場分布規(guī)律的影響,并對各種不同材質的試板溫度曲線的異同點做了初步的探索。
　　研究結果表明,攪拌頭與試板測溫點溫度曲線都具有明顯的階段性規(guī)律。利用不同材質攪拌頭進行焊接時,材料比熱

3、小的攪拌頭在焊接過程中整體溫度高,溫度變化速率也較快,對應的試板測溫孔距離焊縫越近時,溫差越明顯;不同幾何特征的攪拌針由于擠壓塑性金屬的作用不同,造成在相同外徑條件下,圓柱針形攪拌頭溫度最高,螺紋針形次之,圓臺針形最低。圓柱形攪拌針下試板的溫度上升最快,圓臺形次之,螺紋形則上升較慢;攪拌頭距軸肩摩擦面距離相同的截面上,遠離軸心的點的溫度較軸心處的高,位于軸肩邊緣的點應考慮在高速旋轉過程中與空氣的對流換熱的影響;對圓柱針形攪拌頭在特定焊接