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2.3模拟实验运行过程及参数的确定 15
2.3.1模拟实验运行过程 15
2.3.2模拟计算实验参数的确定 16
3.AZ31镁合金搅拌摩擦焊温度场数值模拟及分析 17
3.1AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊接工艺 17
3.1.1 试验设备 17
3.1.2 AZ31B镁合金搅拌摩擦焊数值模拟的工艺参数 17
3.2AZ31镁合金搅拌摩擦焊温度场分析 18
3.3搅拌头转速对峰值温度的影响 20
3.4焊接速度对峰值温度的影响 21
4AZ31镁合金搅拌摩擦焊流场 22
4.1AZ31B镁合金搅拌摩擦焊各层面的流场 23
4.2搅拌头转速对流场的影响 24
4.3 焊接速度对流场的影响 26
5结论 26
参考文献.28
致谢.30
1. 绪论
1.1镁及镁合金焊接性分析
1.1.1镁及镁合金
镁是目前常用金属中重量最轻的金属，镁的熔点为651摄氏度，密度为1.75g/cm3.但作为一种有色金属，纯镁的强度比较低，因而广泛使用镁合金作为工程材料。镁合金的比强度比刚度比较大，其抗震能力比较强，所能承受的冲击载荷也比较大，并且它的机械加工性能比较好。因而在航天航天，电子设备，汽车等领域被广泛运用。镁合金拥有比铝更优良的性能，但它的产能相对较低且价格较高因而近年来才兴起，对它的研究和认识也还不充分。
1.1.2镁及镁合金的特点
(1)密度小；
镁的密度只有铝的一半多一点，只有铁的1/4，是在实际运用中最轻的材料。
(2）比强度和比刚度高；
相同重量下的镁合金的机械强度比塑料，钢材和铝合金都要高。因而相比于塑料能做的更轻薄，相对于钢材和铝合金能做得重量更轻。
（3）导电导热能力强
(4)电磁屏蔽性能好；
(5)机械加工性能好；
由于镁合金本身相对于钢材和铜要软，因而它机械加工也相对容易。
(6)对振动、冲击的吸收性高；
(7)抗蠕变性能好；
(8)再生性和易回收；
1.1.3镁合金的焊接特点
由于镁合金的化学性质活泼，导热率大，膨胀系数大因而采用传统焊接方式容易产生各种缺陷。因为镁合金的化学性质活泼，因而必须采用气体保护焊且为惰性气体，因而它的焊接成本也随之提高。以下为镁合金焊接的主要缺陷 ：
（1）粗晶
由于镁合金的导热率大，因而焊接产生的热量容易向周围扩散，热影响区也随之变大。热影响区的晶粒在高温下慢慢长大，变成粗晶，焊接的机械强度也随之下降。
（2）氧化和夹杂
镁的化学性质比较活泼，因而在焊接过程中容易带入空气中的氧气与镁发生反应生成氧化镁，由于氧化镁的熔点为2000多摄氏度而镁合金的熔点不到700摄氏度因而氧化镁颗粒在镁合金焊缝中形成夹杂。这些夹杂容易形成电化学腐蚀，最终使焊缝的机械强度下降。
（3）变形
镁的热膨胀系数比较大，在焊接过程中产生的热把镁合金融化，在冷却过程中温度下降造成冷缩。在冷却过程中，冷却的先后是不同的，完全冷却后由于镁合金的收缩造成工件绕焊缝变形。镁合金的热膨胀系数大于铝和钢，最终产生的变形也大于铝和钢。
（4）气孔
由于氢易溶于镁合金，而溶解度随温度下降而下降，焊缝温度下降到室温时，氢从金属中析出，最后形成气孔。由于气孔的存在使得焊缝的强度下降。
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