静止轴肩对FSW温度与应力影响的数值模拟

摘要

目的 研究外部辅助静止轴肩对搅拌摩擦焊接过程温度场以及应力场的影响.方法 建立有限模型并采用热机耦合的方法分析常规与静止轴肩辅助工艺下7075-T6铝合金搅拌摩擦焊接过程,得出不同工艺下的焊接温度与应力分布状态.对比常规与静止轴肩工艺下的温度与应力结果,得出静止轴肩对焊接过程中温度与应力的影响规律.结果 焊缝横截面的高温区域均呈现出上宽下窄的碗型分布.相比于常规工艺,静止轴肩辅助工艺的焊缝区域温度具有上升速度较慢、下降速度较快的特点,且温度峰值低了55.7℃.静止轴肩具有随焊碾压的作用,在焊接过程中为焊缝区域提供一个额外的压应力,抵消焊接过程中产生的拉应力,焊后残余应力降低了17.4％.结论 静止轴肩辅助工艺对焊缝区域的温度峰值以及残余应力峰值的降低均具有明显效果.