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题名超声辅助搅拌摩擦焊仿真分析及实验
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作者
张轩
刘小振
吴思楠
傅波
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机构
四川大学机械工程学院
四川大学宜宾产业技术研究院
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出处
《应用声学》
CSCD
北大核心
2023年第4期683-692,共10页
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基金
四川省科技计划资助项目(2020YFG0117)
川大-自贡校地科技合作专项资金项目(2020CDZG-1)
川大-宜宾战略合作专项资金项目(2019CDYB-1)。
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文摘
为解决传统的搅拌摩擦焊工艺存在的轴向压力过大、搅拌头易磨损、焊接表面存在缺陷等问题,设计了一种集搅拌头与夹心式纵扭超声振动换能器为一体的超声辅助搅拌摩擦焊工具头。对超声辅助搅拌摩擦焊工具头进行了模态分析与谐响应分析,确保换能器结构满足要求。应用仿真软件对超声辅助搅拌摩擦焊进行了流体场、温度场和声场仿真分析,验证了在搅拌摩擦焊过程中加入纵扭超声振动能够增强材料的软化率,提高焊接材料的塑性流动。搭建实验平台,进行了6061铝合金的超声辅助搅拌摩擦焊焊接实验。结果表明,纵扭超声的引入能够提高焊接过程中材料流动性,减小搅拌头的前进阻力和轴向压力,改善焊接表面质量。在焊头转速900 r/min、焊接速度1.4 mm/s、轴向压力2.6 kN、超声功率100 W时,焊接效果最好,能较好地应在铝合金、镁合金等焊接熔点比较低的轻金属焊接之中。
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关键词
超声辅助搅拌摩擦焊
纵扭超声振动换能器
仿真分析
焊接参数
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Keywords
ultrasonic assisted friction stir welding
longitudinal torsion ultrasonic transducer
Simulation analysis
Welding parameters
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分类号
TG456
[金属学及工艺—焊接]
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