基本信息
- 项目名称：
- 搅拌摩擦焊过程中材料塑性流动对焊缝成形机制的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 搅拌摩擦焊是一种新型绿色焊接技术，具有优质、绿色、环保，高效的特点。本文通过开展搅拌摩擦焊工艺实验，在实验基础上建立焊接过程数值模型，了解焊接过程中各焊接参数对于焊接最终焊缝成型的影响。模型与焊接实际过程吻合良好，模型可以应用于各种材料的焊接工艺参数优化，节省实验研究成本及周期，加快不同材料工程应用的步伐，缩短研发到工程应用的周期。有利于这项新型焊接技术的工程应用推广。
- 详细介绍：
- 随着科技的进步，人们对于节能环保的要求也越来越高，因此绿色、高效、优质、环保、低能耗的焊接技术是未来的发展方向。由TWI于1991年发明的搅拌摩擦焊技术是一种新型固相焊接技术，被称为“绿色焊接技术”，具有焊接质量高、成本低、环境友好等优点。自发明以来，搅拌摩擦焊技术就取得一系列重大进展，在工程应用中也越来越广泛，目前已经在航空、航天，造船，高速列车等领域都获得了应用。 本文通过采...(查看更多)
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 开展搅拌摩擦焊工艺及数值模拟研究，进行新型高效绿色焊接技术研究与工程推广。通过进行搅拌摩擦焊工艺试验，确定最佳工艺参数及各参数对于焊缝成形的影响，在此基础上建立热源模型，运用有限元软件对焊接过程的热场和流场分别进行模拟，以此了解焊接过程的各参数对焊缝成形的影响机理。
科学性、先进性及独特之处
- 本项目通过实验、理论分析、数值模拟相结合的手段，通过改变焊接过程中各项工艺参数，了解各项参数对于焊接过程中温度场与材料流动的影响。建立相应的焊接过程模拟模型，考虑焊接过程中的产热机制，材料流动特性，运用有限元软件对焊接过程进行模拟分析，得出各项参数对最终焊缝成形影响的耦合作用。
应用价值和现实意义
- 搅拌摩擦焊是一种新型固相连接技术，具有高效、优质、安全、绿色、环保的特点，是公认的“绿色焊接方法”。开展搅拌摩擦焊的研究，对于该项技术的应用推广、促进节能减排、践行环保低碳具有重要的意义。通过对搅拌摩擦焊热场及材料流动进行研究，进一步深入了解各项工艺参数对最终形成焊缝的质量的影响，揭示这种焊接新技术的焊接机理，进而为优化焊接工艺参数奠定基础，进行该项新型工艺技术开发研究及工程应用优化研究。
学术论文摘要
- 随着科技的进步，人们对于节能环保的要求也越来越高，因此绿色、高效、优质、环保、低能耗的焊接技术是未来的发展方向。搅拌摩擦焊技术是一种新型固相焊接技术，被称为“绿色焊接技术”，具有焊接质量高、成本低、环境友好等优点。自发明以来，在工程应用中也越来越广泛，目前已经在航空、航天，造船，高速列车等领域都获得了应用。 本文通过采用2A12铝合金进行搅拌摩擦焊工艺实验，调整焊接过程中各项工艺...(查看更多)
获奖情况
- “挑战杯”山东大学“临沂市人民医院”学生自主创新基金项目2011年首批立项项目 第十二届“挑战杯”课外学术作品大赛山东大学一等奖
鉴定结果
- 本项目完成了搅拌摩擦焊这种新型焊接工艺过程的模拟，建立的模型对于了解这种焊接过程机理，开展这一新型焊接研究及工程应用推广具有重要意义。项目具有良好的创新性和工程应用前景。
参考文献
- [1] R. S. Mishra，Z. Y. Ma. Friction stir welding and processing [J] Materials Science and Engineering R，2005，50（1-2）：1-78. [2] R. Nandan, G.Roy, T.Lienert. Numerical modelling of 3D plastic...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 目前关于搅拌摩擦焊材料流动对焊缝成形机理的研究还相对比较少，尤其是关于流动对焊缝成形机理的模拟研究，主要有中国搅拌摩擦焊中心、哈尔滨工业大学、清华大学等相关单位开展了一系列相关研究，但大多数都是针对焊接工艺本身开展实验研究，而关于该焊接技术的焊接机理研究还相对较少。 中国搅拌摩擦焊中心的栾国红在试验的基础上，初步总结了搅拌摩擦焊接头塑化金属的流变特性。 此外，清华大学，上海交通大...(查看更多)
