喷雾辅助FSW焊接RAFM钢数值模拟与性能

摘要

低活化铁素体/马氏体(reduced activation ferritic/martensitic,RAFM)钢搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)接头中的高温δ铁素体是影响其冲击韧性的主要因素.通过喷雾冷却,降低焊接峰值温度并对接头进行快速降温,从而达到抑制δ铁素体生成的目的.采用Fluent流体软件对RAFM钢FSW在不同喷雾冷却工况下的温度场进行模拟研究,综合模拟结果进行试验验证.结果表明,液氮辅助FSW(FSW+LN)可有效降低焊接接头的峰值温度并加速焊后的降温速率.FSW+LN焊接接头冲击韧性由常规FSW接头的冲击吸收能量23 J提升至33 J,达到与母材等韧匹配,硬度变化趋势与常规FSW接头基本一致,焊接接头硬度远高于母材.