机械工程材料

作者：廖利华, 莫宇丹, 刘克, 张鹏, 张文康, 何洪

关键词：焊接温度, 搅拌针转速, 析出相, 硬度分布

通过试验研究了960~1?800?r·min?1搅拌针转速下6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的硬度分布；采用ABAQUS软件对搅拌摩擦焊过程的温度分布进行有限元模拟,通过热影响区测温点的温度变化对模型进行验证,模拟研究搅拌针转速对热影响区焊接温度的影响,并建立焊接温度分布与接头硬度分布的对应关系。结果表明：接头最低硬度位于热影响区或焊核+热机影响区。当搅拌针转速不高于1?200?r·min?1时,后退侧最低硬度（RLH）区域的硬度低于前进侧最低硬度（ALH）区域,RLH区域为接头力学性能的最薄弱位置；当搅拌针转速高于1?200?r·min?1后,ALH区域的硬度低于RLH区域,ALH区域成为最薄弱位置。模拟得到热影响区不同测温点的温度变化趋势与试验结果相吻合,峰值温度的最大相对误差为2.6%,说明该模型可以准确预测6061-T6铝合金在搅拌摩擦焊接过程中的温度分布。当搅拌针转速不超过1?200?r·min?1时,RLH区域的峰值温度比ALH区域更高,析出相溶解更多,硬度更低；当搅拌针转速高于1?200?r·min?1后,ALH区域的峰值温度更高,在高温区域停留的时间更长,析出相溶解更严重,硬度更低。通过模拟获得接头焊接时峰值温度超过400?℃且降温速率最慢的区域,即为接头力学性能的最薄弱位置。

来源：2024年第9期

《机械工程材料》期刊编辑部

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