精密成形工程

作者：黄相山, 孟宇驰, 赵岩, 曾洋, 李能文, 赵艳君

单位：1.广西天恒汽车部件制造股份有限公司,南宁 530000; <br>2.南南铝业股份有限公司,南宁 530031; <br>3.广西大学 a.资源环境与材料学院 b.广西有色金属及特色材料加工重点实验室,南宁 530004

关键词：搅拌摩擦焊,有限元模拟,异种铝合金,显微组织,力学性能

基金：南宁科技开发项目（20231026）; 广西科技发展专项资金支持（AD25069078）; 国家自然科学基金（51661004）

目的 研究不同焊接参数对5083/6061异种铝合金FSW接头组织和性能的影响。方法 选用焊接速度为100、200 mm/min,搅拌头转速为600、900、1 200 r/min的焊接参数对5083/6061异种铝合金板进行搅拌摩擦焊接,分析不同焊接工艺参数下焊接接头的显微组织及力学性能。采用ABAQUS软件,基于耦合欧拉-拉格朗日（CEL）方法,通过有限元模拟分析了焊接过程的温度和应变分布。结果 随着旋转速度的增加,接头处峰值温度和最大应变值均逐渐增加,锥形分布的高温、高应变区均处于前进侧（5083）。随着焊接速度从100 mm/min增加到200 mm/min,焊缝处金属流动性降低,焊核区（NZ）尺寸减小,接头性能显著提升。焊核区受热-力耦合和焊接热循环作用发生塑性变形和动态再结晶,形成致密的细小等轴晶粒。热机影响区（TMAZ）受机械搅拌和热循环作用,晶粒被拉长并细化,形成破碎组织到条状组织的晶粒变化梯度。热影响区（HAZ）仅受焊接热循环作用,区域等效塑性应变（PEEQ）较低,区域晶粒粗化。不同焊接参数下接头显微硬度均呈&#x0201c;W&#x0201d;形分布,接头处最低硬度及断裂位置均在后退侧（RS）6061的热影响区。结论 当焊接速度为200 mm/min、搅拌头转速为900 r/min时,接头性能最优,抗拉强度为211.6 MPa（相当于6061母材的75.6%）,延伸率为10.3%。

来源：2025年第9期

《精密成形工程》期刊编辑部

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