基于数值模拟的搅拌摩擦焊晶粒分析

摘要

在Al-Zn-Mg合金的搅拌摩擦焊接(FSW)期间,焊接材料的晶粒尺寸显著影响其机械性能。为了预测不同焊接工艺参数对焊接材料晶粒尺寸的影响规律,本文使用DEFORM-3D软件模拟了搅拌摩擦焊接过程,分析不同的旋转速度和不同的焊接速度对搅拌区(SZ)温度场和应变率场的影响。结果表明,SZ的温度随焊接速度增加而降低,但焊接速度对应变率没有影响;SZ的温度和应变率随着搅拌针旋转速度的增加而增加。借助Zener-Hollomon参数的经验公式预测的晶粒尺寸和实验得出的SZ晶粒尺寸变化趋势一致,发现SZ的晶粒尺寸随着旋转速度增加而增加,随焊接速度增加而变小。

关键词