12、摩擦搅拌焊接与增量板材成形工艺参数影响分析

摩擦搅拌焊接与增量板材成形工艺参数影响分析

摩擦搅拌焊接工艺研究

在摩擦搅拌焊接（FSW）工艺中，对焊接毛坯进行了埃里希森杯突试验，以研究其成形性能。试验采用标准模型（RET - 20）进行埃里希森杯突试验，冲头直径为20mm。通过全因子研究，探讨了焊接参数和工装对拉伸强度和成形高度的影响，并进行了方差分析（ANOVA）以确定各参数的显著性。

试验结果

• 拉伸强度与成形高度 ：焊接毛坯的拉伸试验和成形高度结果如表1所示。双金属焊接板（TWBs）的最大焊接强度为142.4 MPa，在埃里希森杯突试验中观察到的最大成形高度为9.90 mm。
  |试验序号|工具转速（RPM）|进给速度（mm/min）|工具销轮廓|侧面|UTS（MPa）|成形高度（mm）|
  | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
  |1|1000|28|TH|A|111.2|8.60|
  |2|2000|28|T|A|107.7|8.30|
  |3|1400|56|TH|A|111.7|9.20|
  |…|…|…|…|…|…|…|

• 与母材对比 ：焊接毛坯与母材的拉伸强度对比表明，焊接毛坯的强度低于AA 6061 T6材料，但与母材在拉伸强度方面差异不大。焊接毛坯的最终拉伸强度取决于母材的拉伸强度，由于AA 3102的强度（135.3 MPa）远低于AA 6061 T6的强度（301.1 MPa），导致焊接毛坯强度较低。此外，薄板焊接需要更多研究，因为厚板（3 - 6 m