1、慣性摩擦焊接技術(shù)是一種高效、節(jié)能的先進(jìn)固態(tài)連接方法。因其控制參數(shù)少、工藝簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、接頭質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、汽車、能源等許多領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。 傳統(tǒng)的慣性摩擦焊工藝從焊接自動(dòng)化和質(zhì)量的穩(wěn)定性、可重復(fù)性出發(fā)，通常采用大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、低轉(zhuǎn)速、大壓力。這種工藝參數(shù)下，接頭溫度峰值低；熱影響區(qū)易擴(kuò)大；制動(dòng)扭矩大，接頭質(zhì)量控制困難。為了避免這些問題，本文對(duì)GH4169合金慣性摩擦焊采用小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、高轉(zhuǎn)速、兩級(jí)壓力的工

2、藝參數(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)果觀測(cè)到各組試樣頂鍛時(shí)瞬時(shí)升溫明顯，均出現(xiàn)了火花飛濺現(xiàn)象。通過接頭顯微組織分析，發(fā)現(xiàn)接頭晶粒過渡勻稱且均細(xì)于母材，無未焊透、飛邊裂紋和撕裂等缺陷；通過焊接過程中接頭溫度場(chǎng)的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)在能量輸入相同的條件下轉(zhuǎn)速越高，摩擦界面溫度峰值越高，軸向溫度梯度越大，熱影響區(qū)越窄；頂鍛壓力越大，飛濺現(xiàn)象越明顯，瞬時(shí)升溫過程越短，界面峰值溫度越高。基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行了接頭形成分析，比較了大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)煞N焊接規(guī)范接頭的性能，

3、并總結(jié)了常見焊接缺陷。 本文還根據(jù)慣性摩擦焊兩級(jí)壓力焊焊接過程的特點(diǎn)，結(jié)合金屬材料塑性成形過程的大變形熱一彈塑性理論、虛功原理和摩擦學(xué)理論，運(yùn)用有限元軟件ANSYS建立了GH4169合金慣性摩擦焊接過程的二維軸對(duì)稱熱力耦合模型。該模型假設(shè)熱輻射、熱對(duì)流對(duì)溫度場(chǎng)的影響極小，無飛濺現(xiàn)象，基于實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速和給定的邊界條件，計(jì)算了焊接過程的瞬態(tài)溫度場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)和塑性流動(dòng)。通過測(cè)溫實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)了模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)溫度場(chǎng)吻合得非常好。