杨明鄂，李治国

（1.中南大学，湖南 长沙410083；2.湖南汽车工程职业学院，湖南 株洲412001）

1 序言

节约资源、减少污染成为汽车工业界亟待解决的两大问题［1］。汽车每减重10%，油耗可降低6%-80%［2］。高强度铝合金具有耐蚀性好、密度低、良好的成形性和工艺性能等优点，成为车体制造的理想材料，其焊接质量对车辆运行安全至关重要［3］。目前，铝合金车体主要采用熔化极惰性气体保护焊（MIG焊），有时间长、耗能大、污染环境、焊接质量欠佳等缺点［4］。搅拌摩擦焊（Friction stir welding，FSW）是英国焊接研究于1991年发明的一种固相连接技术［5］。与传统的熔化焊接技术相比，可以有效避免热裂纹，气孔等焊接缺陷，具有接头力学性能较好，变形小、低污染、低能耗等优点［6］，广泛应用于铝合金焊接，为车体可靠焊接提供了新的思路。FSW是将旋转的搅拌头扎入焊接工件后沿着焊接方向运动，摩擦生热致使焊接材料达到热塑性状态，随着搅拌头向前移动时，热塑性材料往后移动填补上一位置的空腔，在摩擦、挤压、挖掘、搅拌等作用下，焊接处动态再结晶形成可靠连接［7］。

搅拌摩擦焊（FSW）的焊接头质量主要受焊接工艺参数和焊后热处理方式的影响，其中焊接工艺参数的合理选择尤为重要。目前针对温度场的研究方法是试错法和数值模拟两种：试错法需要配合热电偶测量温度反复试验，且局限于测量部位，无法全面反映焊接温度场分布情况［8］。而数值模拟可以少走弯路，具有减少研制经费、降低风险系数、缩短研发周期等优势。……