【摘 要】
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在实际生产问题中,针对航空用铝合金在连接上的技术难点问题,如铆接和传统熔焊后出现的连接缺陷,采用搅拌摩擦焊（FSW）这种固相连接技术来提高连接焊后表面成型及接头质量。具体焊接参数范围是影响同种铝合金FSW焊接效果的最主要影响因素,但是对于异种型号不同强度铝合金FSW焊接来说,由于不同系列不同型号的铝合金材料本身属性上的差异,导致同一焊接参数下得到的焊接结果会有很大不同;并且焊接方式,如搅拌针偏置位
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在实际生产问题中,针对航空用铝合金在连接上的技术难点问题,如铆接和传统熔焊后出现的连接缺陷,采用搅拌摩擦焊（FSW）这种固相连接技术来提高连接焊后表面成型及接头质量。具体焊接参数范围是影响同种铝合金FSW焊接效果的最主要影响因素,但是对于异种型号不同强度铝合金FSW焊接来说,由于不同系列不同型号的铝合金材料本身属性上的差异,导致同一焊接参数下得到的焊接结果会有很大不同;并且焊接方式,如搅拌针偏置位置和前进侧材料种类等都会影响实际焊接效果。优良的焊后材料性能是工业应用的基础,为了探究在FSW中得到高质量接头的最佳焊接参数范围及最佳焊接方式,以相关焊接理论为基础,围绕航空用中等强度5A06同种铝合金和中高等强度5A06/7005异种铝合金FSW平板焊接展开实验研究。（1）研究了搅拌头在FSW时的运动规律及界面摩擦方式。主要对不同焊接阶段摩擦应力的计算方式做了具体分析,作为受力过程中不可忽略的黏着摩擦,在进行受力分析时做了具体探讨,此部分的受力分析为产热方程的建立打下基础。（2）以搅拌头受力为基础,分析了 FSW过程中的产热方式,确立了具体的产热方程,并基于此方程利用Abaqus对5A06铝合金FSW焊接过程进行了温度仿真,通过结果具体分析了在同一参数下不同板材具体位置处的温度改变方式,深入了解了 FSW过程中焊接参数对于温度变化趋势的影响,确定了合理的焊接参数范围,为后续的焊接实验奠定了基础。（3）在一定参数范围内对6mm厚的5A06中等强度铝合金进行了 FSW焊接实验。在指定点处进行了温度测量实验,验证了产热模型准确性的同时,具体分析了不同焊接参数对于FSW焊后焊缝宏微观表面成型、接头强度、接头断裂形式、金相组织变化和接头整体硬度分布等实验指标的影响,得到高质量焊接的最优焊接参数组合。（4）进行了 5A06/7005异种型号铝合金的FSW焊接实验研究。对比了异种和同种材料平板焊接焊后表面成型的差异;探究了实验焊接参数和焊接方式对焊缝宏观表面成型、异种材料接头强度、金相组织、接头横截面硬度等不同实验指标的影响,得到高质量焊接的最优参数范围及最佳焊接方式。（5）具体分析了不同焊接方式对5A06/7005异种铝合金材料焊接过程中焊缝处材料的流动及混合形式的影响,探究了搅拌针周围材料的流动方式及材料填充状况,得到了异种材料最佳混合形式下的的焊接工艺参数范围及焊接方式。
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