铝合金拉拔式摩擦塞补焊成形及其对界面结合行为的影响

本文开展了2219铝合金拉拔式摩擦塞补焊(Friction pull plug weld,FPPW)试验,通过仿真分析揭示FPPW接头温度场与应力场的演变规律,并探讨了界面温度及应力分布特征对界面结合质量的影响.结果表明:在FPPW过程中,塞棒在主轴驱动下高速旋转并进给,当塞棒与母材接触时摩擦界面温度上升(500～520℃).界面所受应力随温度的升高而降低;进入拉锻阶段后,塞棒停转并保持恒定轴向拉力进给,界面温度降至约280℃,界面所受应力逐渐增大,并沿厚度方向呈不均匀分布.分析认为,摩擦界面上的应力分布和峰值温度对界面结合质量有重要影响,而且提高界面应力分布均匀性,有助于促进界面冶金结合并提高接头强度.通过优化FPPW接头的几何形状显著提高了界面应力分布的均匀性,从而消除界面上分布的氧化物,促进塞棒与母材结合,提高接头力学性能.