搅拌摩擦焊接的仿真计算结果

　　由于焊缝内搅拌区的温度是很难测量的，因而有人在研究残余应力分布时，用仿真的方法计算出其温度。图2-17所示是A6063铝合金搅拌摩擦焊焊缝区的温度分布仿真计算结果。图中的斑点为搅拌头的肩部区，图中的曲线为等温线，曲线上的数字是此等温线的最高温度。但是由于采用的铝的高温物理性能、粘度等的数据不十分精确，仿真结果与实际的温度分布会有一定的差别。

图2-17搅拌摩擦焊焊缝区的等温线(板厚：5mm)

　　焊接速度对温度分布有相当大的影响。对于FSW来说，由于热源在固体中移动，在焊缝中心部最高温度的上限不会超过母材的固相线温度。由计算得出的焊接速度对焊缝最高温度的影响如图2-18所示。从图可以看出，在低速焊接情况下，焊缝的最高温度为490ºC;在高速焊接时焊缝的最高温度为450ºC。

　　从以上结果可以看出，在低速焊接和高速焊接下，虽然焊缝的最高温度温差并不大，但在实际搅拌摩擦焊时高速焊接是困难的，因为母材热输入低，焊缝金属塑性流动性不好，易造成搅拌头破损。最佳焊接规范的制定，是以在适当的摩擦热的作用下焊缝金属发生良好的塑性流动为依据。

图2-18焊接工艺参数对最高温度的影响图