新能源电池托盘用5083_6061异种铝合金搅拌摩擦焊接工艺研究

目的研究不同焊接参数对5083/6061异种铝合金FSW接头组织和性能的影响。方法选用焊接速度为100、200mm/min,搅拌头转速为600、900、1200r/min的焊接参数对5083/6061异种铝合金板进行搅拌摩擦焊接,分析不同焊接工艺参数下焊接接头的显微组织及力学性能。采用ABAQUS软件,基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法,通过有限元模拟分析了焊接过程的温度和应变分布。结果随着旋转速度的增加,接头处峰值温度和最大应变值均逐渐增加,锥形分布的高温、高应变区均处于前进侧(5083)。随着焊接速度从100 mm/min增加到200 mm/min,焊缝处金属流动性降低,焊核区(NZ)尺寸减小,接头性能显著提升。焊核区受热-力耦合和焊接热循环作用发生塑性变形和动态再结晶,形成致密的细小等轴晶粒。热机影响区(TMAZ)受机械搅拌和热循环作用,晶粒被拉长并细化,形成破碎组织到条状组织的晶粒变化梯度。热影响区(HAZ)仅受焊接热循环作用,区域等效塑性应变(PEEQ)较低,区域晶粒粗化。不同焊接参数下接头显微硬度均呈“W”形分布,接头处最低硬度及断裂位置均在后退侧(RS)6061的热影响区。结论当焊接速度为200mm/min、搅拌头转速为900r/min时,接头性能最优,抗拉强度为211.6MPa(相当于6061母材的75.6%),延伸率为10.3%。

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本文档关键词:托盘,铝合金,搅拌,摩擦,电池