《表3 不同焊接工艺参数:工艺参数对铝合金摩擦叠焊成形的影响》

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《工艺参数对铝合金摩擦叠焊成形的影响》


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由于焊棒和母材关于中心轴对称,且焊棒绕该中心轴旋转和只受到沿轴向的压力,为了简化模型、减小计算成本,建立摩擦叠焊过程二维轴对称热力耦合模型。根据实际焊接过程中,母材是通过夹具固定在工作台上的,因此模型中约束母材的全部自由度。单元类型为线性、常压力、可扭曲四节点轴对称CGAX4HT单元。焊接过程中,焊棒、母材与周围环境通过热传导和对流换热以及热辐射等形式进行热交换。焊棒和母材以及环境温度设为20℃。模拟仿真过程的具体工艺参数,如表3所示。根据摩擦叠焊单元成形的原理,在对模型初始网格划分时,在模型的关键位置进行网格的局部细化,使得计算时能更好的收敛,同时使用了网络重划分和映射技术。当计算过程中网格畸变过大时,终止有限元计算并提取出变形后的轮廓,在其基础上对网格进行重新划分,然后再对模型装配、边界条件和载荷等选项进行操作,将计算结果映射到重新划分网格后的模型上继续计算。圆柱形试件有限元模型,所选取的关键点主要分布在焊棒中轴线上和焊棒底边上,如图2所示。