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镁合金载流静轴肩搅拌摩擦焊接数值模拟

陈树君  王磊  蒋晓青  王奕琳  袁涛  
【摘要】:传统镁合金搅拌摩擦焊接过程中材料流动性能较低,从而焊缝容易出现缺陷。本文利用COMSOL仿真软件,建立一种镁合金载流静轴肩搅拌摩擦焊(SSFSW)双热源数值模型,研究输入电流对材料流动性能的影响。通过改变输入电流参数进行数值模拟得到焊接过程温度场,应力场和速度场的演变规律。发现随着电流的提高,温度场分布沿焊缝厚度方向趋于均匀化,焊缝的温度梯度降低,应力场峰值从532MPa降低至461MPa,呈明显降低趋势,证明此时焊缝中材料流动性得到显著提高。在电流达到150A时,焊接温度峰值接近于材料熔点650℃,在此温度下易于得到无缺陷的焊缝和性能优异的焊接接头。数值模拟有效地预测实际焊接实验中可能会出现的结果,减少为了得到合理焊接参数所需大量实验的成本,并且仿真结果对工艺参数的选择有重要的指导意义。

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