主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 贵州大学     

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
小类:
机械与控制
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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  • 搅拌摩擦焊过程中材料塑性流动对焊缝成形机制的研究
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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)
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