鋁合金水下攪拌摩擦焊技術

第1章緒論1
1.1概述1
1.2空氣環(huán)境下的鋁合金攪拌摩擦焊（FSW）2
1.2.1接頭微觀組織3
1.2.2接頭力學性能5
1.2.3焊接溫度場8
1.3冷卻介質作用下的鋁合金FSW11
1.3.1冷卻介質對接頭微觀組織的影響11
1.3.2冷卻介質對接頭力學性能的影響12
1.3.3冷卻介質對焊接溫度場的影響14
1.4鋁合金水下FSW技術概述16

第2章焊接工藝分析17
2.1材料分析17
2.2工藝設備18
2.2.1FSW設備18
2.2.2水下FSW系統(tǒng)19
2.2.3檢測及分析設備20
2.3工藝方法21
2.3.1FSW工藝試驗21
2.3.2溫度場測量22
2.3.3氫含量測量23
2.3.4微觀組織分析23
2.3.5力學性能分析24

第3章水浸冷卻對鋁合金FSW的作用26
3.1概述26
3.2氫含量分析26
3.3焊縫成形27
3.4微觀組織29
3.4.1晶粒形態(tài)29
3.4.2位錯分布30
3.4.3沉淀相分布33
3.5力學性能37
3.5.1硬度分布37
3.5.2拉伸性能39

第4章水下FSW接頭力學性能及其控制45
4.1概述45
4.2水下FSW接頭力學性能45
4.2.1拉伸性能45
4.2.2硬度分布49
4.3水下FSW工藝優(yōu)化53
4.3.1基于Box-Behnken試驗設計的響應面法53
4.3.2工藝過程54
4.3.3響應模型的擬合及其精度分析56
4.3.4響應面和等高線圖59
4.3.5與常規(guī)FSW最優(yōu)工藝對比60

第5章水下FSW接頭的組織演變規(guī)律及缺陷形成機理63
5.1概述63
5.2微觀組織演變規(guī)律63
5.2.1轉速對微觀組織的影響64
5.2.2焊速對微觀組織的影響69
5.3缺陷的特征及形成機理74
5.3.1水浸接頭的缺陷特征74
5.3.2水下FSW材料流動的一般特征76
5.3.3工藝參數(shù)對水下FSW材料流動的影響79
5.3.4缺陷形成機理84

第6章水介質的汽化特征及水下FSW溫度場89
6.1概述89
6.2水介質的汽化特征89
6.2.1水介質的汽化過程89
6.2.2水介質的沸騰過余溫度91
6.3水下FSW溫度場模擬95
6.3.1產熱模型95
6.3.2材料性能參數(shù)及有限元模型97
6.3.3傳熱控制方程99
6.3.4焊接邊界條件100
6.3.5模擬結果分析107

展望121

參考文獻123