使用COMSOL Multiphysics评估摩擦搅拌熔接

自从1991年通过专利，摩擦搅拌熔接（FSW）已经广泛应用于接合高强度的铝合金。航空工业已经开始采用这项技术，包括欧洲最大的航空公司之一的空中客车，都在研究如何应用摩擦搅拌的熔接技术来降低制造成本。 铝合金接合技术——摩擦搅拌熔接（FSW）提供的改善程度已经超过弧焊或铆接，拥有强度更高、更轻的熔接道，而且加工效率更高。对于特殊结合的铝合金熔接特别有效，熔接过程的形变小，可一次熔接厚截面，这样的加工熔接道具有极好的机械特性。 在FSW的过程中（图1），一个由轴肩和螺纹状针销组成的圆柱形工具，旋转并插入两件金属之间的接缝。旋转的轴肩及针销将会产生热，但不至于将金属熔化以及氧化，而是使材料变得柔软可塑，形成气孔，并具有细微晶粒材料的固相。以粉碎、搅拌以及锻造方式，产生一个比母材更细的微型结构接合，这个过程甚至能接合不通的铝合金，FSW接合能具有铆钉接合的两倍强度。