《表4 各因素对应水平：铝合金-钢搅拌摩擦焊温度场数值研究》

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《铝合金-钢搅拌摩擦焊温度场数值研究》

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固定搅拌头转速为500 r/min，焊接速度为80mm/min，改变搅拌头偏置量（偏置铝合金侧），偏置量分别为:0，1.6，1.8，2.0 mm，不同偏置量下，铝合金侧和钢侧最高温度随时间变化的曲线如图8（a）所示，可以看出，随着偏置量的增大，铝合金侧最高温度逐渐增大，而钢侧最高温度不变，这是因为随着搅拌头往铝合金侧偏置，轴肩作用在铝合金侧的部分增大，产生热量增加。5052铝合金的熔点约为627℃，偏置量为2.0mm时铝合金侧稳态焊接的最高温度为543℃，约为5052铝合金熔点的86%。固定焊接速度为80 mm/min，偏置量为2.0 mm，改变搅拌头转速，分别为:300，500，800和1 000 r/min；固定搅拌头转速为500 r/min，偏置量为2.0 mm，改变焊接速度，分别为60，80，100和120 mm/min，各因素对应水平如表4所示，得到板材两侧稳态焊接时的温度随参数改变的曲线如图8（b）所示。可以看出，随着焊速的增大，铝合金侧和钢侧的温度变化不大；而增大搅拌头转速，温度则明显升高。这说明焊速对于焊接过程温度变化影响远小于搅拌头转速的改变。搅拌头转速是影响焊接过程温度变化的主要因素，且随转速增大，温度的升高速率会降低。5052铝合金的最低熔点为627℃，如图8（b）中所示，温度627℃以上对应的参数下稳定焊接阶段已经超过熔点，此时已不属于固相焊接，应当舍弃，所以转速取500 r/min较为合适。虽然焊速的改变没有导致焊接稳态阶段温度增加超过熔点，但是焊速60 mm/min时温度接近600℃，在焊接结束阶段时温度会有所增加，将超过铝合金熔点，所以焊接速度取80 mm/min。最终得到304不锈钢和5052铝合金较为适合的焊接参数:搅拌头转速取500 r/min，焊速取80 mm/min，偏置量取2.0 mm。