2A14-T6铝合金搅拌摩擦焊温度场及黏流层数值模拟分析*
马核1,田志杰2,熊林玉2,颜旭1,曹学敏1,张彦华1
(1. 北京航空航天大学,北京 100191;
2. 首都航天机械公司,北京 100076)
Thermal Behavior and Pre-Molten Viscousness Layer Simulation of Friction Stir Welding on 2A14-T6 Aluminum Alloy
MA He1, TIAN Zhijie2, XIONG Linyu2, YAN Xu1, CAO Xuemin1, ZHANG Yanhua1
(1. Beihang University, Beijing 100191, China;
2. Capital Aerospace Machinery Company, Beijing 100076, China)
摘要 针对2A14 铝合金搅拌摩擦焊过程,基于CEL 数值模拟方法,采用Pressure Independ Multiyield Material 模型,进行了不同搅拌头旋转速度与焊接速度条件下温度场有限元模拟分析。根据温度场分布分析了不同工艺条件下搅拌头前端黏流层厚度变化规律。依据搅拌摩擦焊过程中流变层工艺要求与黏流层模拟厚度,预测了不同工艺条件下的焊接质量,进而提出了2A14 铝合金搅拌摩擦焊工艺参数控制准则。
关键词 :
搅拌摩擦焊 ,
温度场 ,
Pressure Independ Multiyield Material 模型 ,
黏流层 ,
数值模拟
Abstract :Basing on the CEL numerical simulation method, adopted by Pressure Independ Multiyield Material model, the welding temperature field for friction stir welding (FSW) process of 2A14 aluminum alloy at different rotating speeds and welding speeds was simulated by finite element method. According to the temperature distributions, the variation rule of pre-molten viscousness layer at the front of the rotating tool was analyzed. Compared the requirement of rheological layer with simulated thickness of pre-molten viscousness layer, joint quality under different welding parameters was predicted. Therefore, the reference of process parameters selection for 2A14 aluminum alloy FSW was proposed.
Key words :
FSW
Temperature field
Pressure Independ Multiyield Material model
Pre-molten viscousness layer
Numerical simulation
基金资助: 国防基础科研资助项目(JCKY2014203A001);民用航天预研资助项目(科工一司[2014]618 号)。
作者简介 : 马 核 博士研究生,研究方向为焊接结构完整性、搅拌摩擦焊。
[1]
耿培皓,秦国梁. 线性摩擦焊接热力耦合行为及其研究现状 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(7): 14-27.
[2]
蔡高参,符巨博,张东星,胡彪,辛艳喜. 热等静压技术在钨合金领域的应用研究进展 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(23/24): 14-20.
[3]
李超,王仲奇,常正平,马健智. 基于 BP 神经网络和多目标粒子群算法的自动钻铆工艺参数优化方法 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(23/24): 94-102.
[4]
田硕,高国强,钟李欣,陈福龙,曾元松,杨辉,尚建勤. 马鞍型带筋整体壁板喷丸成形数值模拟及优化 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(17): 53-60/68.
[5]
徐琰,张臣,汪子轩. 局部近似平面 V 型沟槽减阻特性数值模拟研究 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(15): 86-99.
[6]
孙辉. TC4 钛合金叶片喷丸数值模拟及喷丸路径规划 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(14): 95-100.
[7]
夏佩云,尹玉环,董吉义,吕红亚,王春明,赵慧慧,封小松. 轴肩型面对角接接头静轴肩搅拌摩擦焊缝成形的影响 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(13): 96-101.
[8]
李登常,岳玉梅,姬书得,柴鹏,尚震. 无匙孔搅拌摩擦焊材料流动行为的研究 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(10): 41-46/63.
[9]
孟祥晨,曹炳琪,李玉龙,谷晨,万龙,黄永宪. 聚合物与铝合金特异性材料搅拌摩擦焊 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(10): 30-40.
[10]
唐文珅,杨新岐,李胜利,李会军. 热处理对异种钢搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(10): 47-56.
[11]
许爱军,汤泽军,章锦涛,万海峰,王子涵. 电脉冲处理对2024-T4铝合金搅拌摩擦焊接头性能的影响 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(10): 64-71.
[12]
官威,李文晓,戴瑛,贺鹏飞. 纺织复合材料预制体变形研究综述 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(1/2): 22-37.
[13]
路开通,彭勇,许海鹰. 电子束熔丝增材制造过程随动测温阵列系统 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(1/2): 89-93/102.
[14]
舒阳,陈爱民,骆金威,熊钦林. 自润滑关节轴承冷缩装配研究与应用 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(1/2): 99-102.
[15]
杨波,江晨,冯立杰,吴从焰,周思浩,张伟. 面向自动化物料传送的被动驱动托架设计与分析 [J]. 航空制造技术, 2021, 64(1/2): 94-98.