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LY12搅拌摩擦焊接过程中搅拌针摩擦行为的研究
属摩擦叫．搅剌针表面与被焊金属基体丧面接触．两接触面间的分f吸附作HJ较强，所以相同的外界条件下，两者之闸的擦系数较大．，搅拌摩擦埠是一种将摩擦热作为热源的焊接方法近期的研究发现，在搅扑摩擦焊接过程叶】，摩擦头房邦与被板材表呵产生的热量c)占总热茸输的80．而搅拌针与被婢金属之I'H】的摩擦热p仅占20。这说明在整个搅拌摩擦详接过程中，搅拌’太肩部被焊板材表面摩擦，主要是为了产生·定量的摩擦热，这部分热量输入焊缝将焊缝金属靴化，提供实现搅拌痒擦焊接的前提条忭．．捕入诎炸板材内部的搅拌补与被焊金属哮擦．嚣之问的摩擦力在焊缝金属被软化的情况下使做金属发生塑性流动从而宴现搅拌摩擦焊接冈3所不为LY12铝合金搅拌摩擦焊接时的温度场瞬时分布情况搅拌摩擦焊是一种相连接方法．所以被。悼金属应该在蠼性状态下实现蝉接．而会现熔化现象．从罔3l{】可以看，除丁搅拌针所在位置的温度高fLY12锅台金的F352．i”11juIⅡ1522帕I5，)374(14d，25449lI55a9】闺3蝉接43s时的温度场丹布《热加工工艺》2006年第35卷第3期限熔点502~C，焊缝上其余位置的焊接温度都低于合金的熔点温度，且越靠近搅拌针表面温度越高,[link widoczny dla zalogowanych]。搅拌针外围区域金属温度为400~C到500℃之间，刚好是摩擦系数最大的温度区间，这里的摩擦力最大,[link widoczny dla zalogowanych]。摩擦力的作用结果使焊缝前进边的金属沿后退边流向搅拌针的后方，后方的金属为了填补前进边金属流动留下的空腔则会流向前进一侧。但在实际焊接中，由于搅拌头轴肩前方压力要高于后方，并且从温度测量的结果显示其前方温度低于后方,[link widoczny dla zalogowanych]，前进边温度低于后退边[61，所以塑性金属在向前流动的过程中会受到温度低处已经冷却的金属的阻碍作用而停止流动。也就是说金属向前流动所受到阻力要大于向后流动受到的阻力，因此大部分金属还是向后流动,[link widoczny dla zalogowanych]。这种现象说明在搅拌摩擦焊接过程中，塑性金属的流动情况是搅拌针与金属间摩擦力、搅拌头轴肩压力、温度场分布以及搅拌头旋转速度等因素共同作用的结果网。4结论(1)高速钢与LY12铝合金之间的摩擦系数随温度的升高而增大，超过合金的熔点温度后开始减小。(2)搅拌摩擦焊接过程中的摩擦分为两部分：搅拌头肩部与被焊板材表面之间的摩擦和搅拌针与被焊金属之间的摩擦。前者的主要作用是产生焊接中所需要的热量，后者主要是产生摩擦力，使被焊金属发生塑性流动。(3)LY12铝合金搅拌摩擦焊接过程中，搅拌针与被焊铝合金之间的摩擦属于粘着摩擦。温度场的分布情况通过影响摩擦系数而影响到两者之间的摩擦行为。同时，两者之间的摩擦行为又对焊接过程中塑性金属的流动造成一定影响。参考文献：【l】SluzalecA．ThermalEffectsinFfictionWelding[J】．J．Meeh．Sci．，1990，32(6)：467-478．【2】杜随更，段立宇，吴诗悼，等．摩擦焊接初始阶段的摩擦机制及摩擦系数[J】．机械科学与技术，1997，16(4)：703-707．【3】王希靖，郭瑞杰，阿荣，等．搅拌摩擦焊接头的温度检测叭。电焊机,[link widoczny dla zalogowanych]，2004。34(1)：22-24．【4】刘家浚．材料磨损原理及其耐磨性[MI。北京：清华大学出版社，1993．【5】孙家枢．金属的磨损[MI．北京：冶金工业出版社，1992．【6】郭瑞杰．搅拌摩擦焊温度场数值模拟【D】．兰州：兰州理工大学．2004．【7】王希靖，韩晓辉，李常锋，等．厚铝合金板搅拌摩擦焊塑性金属不同深度水平流动状况分析研究[J】．中国有色金属学报，2005．15(2)：198．204．田《热加工工艺》2006年第35卷第3期
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