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随着现代工业的快速发展,焊接作为工业制造的一项基础技术,其水平的高低逐渐成为工业和科技发展程度的重要衡量标准。搅拌摩擦焊(FSW)的出现,为焊接技术领域带来了一次新的革命,极大地改善了有色金属的焊接状况,在各个工业领域都有着良好的应用前景,对推动工业发展、创造社会经济效益有着重要的作用。但搅拌摩擦焊技术出现的时间并不长,还处在研究和发展完善阶段,人们对其了解还存在一定的欠缺。焊接中的温度及其分布对接头性能有着最为直接的影响,通过多角度模拟分析温度场的分布状况及特征来研究FSW可以使我们对其有进一步的了解。本文以FSW为基础,使用COMSOL Multiphysics软件并采用有限元方法建立了三维模型,依次进行了将焊接参数、工件材料、搅拌头形状作为变量的有限元模拟分析,得出这种情况下焊缝的温度场及其等值面的分布特征,并对模型温度及其接头组织情况进行了理论分析,发现了一些变化规律。研究分析的主要结论如下:(1)在FSW中,无论试验参数如何改变,采用何种焊接材料以及采用何种形状的搅拌头,都存在焊前侧的温度场及其等值面的等温区域面积均较焊后侧大;焊接中的最高温度均分布在搅拌头与金属组织相接处的表面上且仅出现在较小的区域或者点域内;温度随着离开中心距离的增大而逐渐降低,距离焊接中心越远,温度下降速度越慢,温度梯度越小。(2)在FSW实验当中,对于焊接速度、搅拌头转速和法向压力三个参数,任意改变其中一个参数而将其它两个参数设为定值时,接头组织达到塑性状态所需要的时间与参数数值之间存在非线性正比关系;温度场分布面积与参数数值之间存在非线性反比关系。(3)焊接当中在金属材料达到塑性状态前,接头部分的温度随着焊接参数数值的增大而迅速升高;在接头部分达到最高温度后,温度在一个较小的变化范围内波动。(4)不同材料进行FSW时最优的焊接工艺参数各不相同,在转速、焊接速度、法向压力三个焊接参数当中转速和焊接速度对最高温度的影响较大,法向压力对最高温度的影响相对较小。(5)采用Trivex形搅拌头进行焊接的焊核部分所占面积最大,采用圆柱形搅拌头进行焊接时产生的焊核区面积最小。法向压力的改变对使用Trivex形搅拌头进行FSW的最高温度没有明显的影响,采用Trivex形搅拌头进行FSW时的焊接效果较为稳定。