李海利 邢 丽 吴鸿燕

南昌航空大学,南昌,330063

0 引言

搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)是英国焊接研究所发明的一种焊接工艺,该技术自问世以来,就因其独特的优点而受到焊接界的广泛关注[1-3]。搅拌摩擦焊焊缝塑性金属的迁移行为直接关系到焊缝成形,在焊缝中出现的孔洞、沟槽、弱结合等缺陷[4-6]也与焊缝塑性金属迁移有密切关系。柯黎明等[7]提出了搅拌摩擦焊“抽吸-挤压”理论,该理论可以用来解释搅拌摩擦焊焊接过程中高温塑化金属在焊缝厚度方向形成的剧烈环形迁移行为。Midling等[8]在不同焊接参数下研究了热量的变化趋势,认为采用较大的旋转速度和较小的焊接速度时,热输入量较大,而焊接速度较大、旋转速度较小时,单位长度焊缝上所得到的热输入量明显不足,无法实现焊接。Guerra等[9]采用标示材料法研究搅拌针周围的材料流动,认为在螺纹的作用下,旋转区的塑性金属向下迁移,焊缝底部旋转区外围的金属则向上、向外迁移。Bendzsak等[10]用流体力学软件STIR-3D进行模拟,发现轴肩下方材料的流动方向与搅拌头旋转方向一致,搅拌针端部材料被搅拌针挤出,而在搅拌针与轴肩过渡区,材料的流动形态呈现混乱状。王峰[11]研究了工艺参数对金属迁移行为的影响,发现在一定的焊接速度下,焊核体积随着搅拌头旋转速度的增加而增大;在一定的旋转速度下,焊核体积随着焊接速度减小而增大。以上研究只是对搅拌摩擦焊焊接过程中材料的迁移规律及工艺参数对材料迁移规律的影响作了初步探索,而没有在工艺参数对焊缝形貌的影响方面进行深入的研究。……