韩 静，李文亚，张志函

(西北工业大学 凝固技术国家重点实验室，摩擦焊接陕西省重点实验室，陕西 西安 710072)

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搅拌摩擦焊(FSW)作为一种节能、环保、高效的新型固相焊接技术已经得到国内外的广泛关注。国外已成功将FSW用于航空航天、船舶等重要制造领域。当前，FSW在国防、航空及其他工业领域的有色金属合金连接中有着光明的应用前景。

搅拌摩擦焊接过程中，搅拌工具轴肩和搅拌针与被焊材料之间的摩擦所产生的热使被焊金属达到塑性软化状态，并在材料组织结构转变、应力应变、金属流动与垫板的热损耗等相互耦合、共同作用下形成了独特的焊接温度场。众所周知，焊接接头的组织和性能与焊接过程的热输入直接相关，如热输入过大将会导致母材中沉淀相大量溶解[1]、焊缝区和热影响区严重软化。文献[2-3]研究发现焊缝区的微观硬度曲线呈现W或U形，拉伸试验发现试样均断裂在热影响区硬度较低的部位。这表明该区域沉淀相发生溶解。因此，深入研究搅拌摩擦焊温度场对控制焊接质量是非常必要的。然而，由于搅拌摩擦焊接过程的热力耦合作用，仅通过实验来揭示该过程的机理是极其费力或不可能的。因此，国内外已开展大量的数值计算工作并结合试验研究以揭示该过程的产热、流动等机理。Chao[4]和Song[5]等考虑搅拌工具/工件间滑动摩擦建立了三维数值模型，在后者中搅拌针和轴肩的热输入被简化为移动热源。Schmidt[6]和Maalekian[7]等人建立了考虑搅拌工具/工件间的黏着与滑动摩擦模型。……