搅拌摩擦焊接与处理

目录
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 搅拌摩擦焊的由来与发展 1
1.3 搅拌摩擦焊工艺简介 3
1.4 焊具与设备 4
1.5 接头形貌与焊接缺陷 5
1.6 搅拌摩擦焊技术创 6
1.7 本章小结 6
参考文献 7
第2章 搅拌摩擦焊基本原理与特征 8
2.1 概述 8
2.2 搅拌摩擦焊基本原理 8
2.3 搅拌摩擦焊技术特征 9
2.3.1 FSW热-力耦合特征 9
2.3.2 FSW技术优缺点 10
2.4 搅拌摩擦焊接头特征 13
2.5 搅拌摩擦焊工艺参数 15
2.6 搅拌摩擦焊焊具设计 19
2.7 本章小结 21
参考文献 22
第3章 搅拌摩擦焊固有模式和发展趋势 23
3.1 概述 23
3.2 自持式搅拌摩擦焊 23
3.2.1 双轴肩搅拌摩擦焊 23
3.2.2 自支撑搅拌摩擦焊 31
3.3 静止轴肩搅拌摩擦焊 41
3.3.1 静止轴肩搅拌摩擦焊原理 41
3.3.2 静止轴肩搅拌摩擦焊发展及应用 41
3.3.3 接头组织 43
3.3.4 接头力学性能 45
3.4 无减薄搅拌摩擦焊 46
3.4.1 焊前增材/减材技术 46
3.4.2 内外双轴肩技术 47
3.4.3 大内凹焊具技术 54
3.5 匙孔及缺陷修补技术 55
3.5.1 摩擦塞补焊 55
3.5.2 填充式搅拌摩擦焊 57
3.5.3 TIG预填丝搅拌摩擦处理匙孔修复技术 61
3.6 耗材搅拌摩擦焊 62
3.6.1 静止轴肩搅拌摩擦增材制造 62
3.6.2 填丝搅拌摩擦焊 66
3.7 本章小结 70
参考文献 70
第4章 搅拌摩擦点焊技术基本特征及发展概述 71
4.1 概述 71
4.2 搅拌摩擦点焊原理及发展 71
4.2.1 传统搅拌摩擦点焊原理 71
4.2.2 搅拌摩擦点焊技术发展与应用 72
4.3 搅拌摩擦点焊接头特征及性能 73
4.3.1 搅拌摩擦点焊组织特征 74
4.3.2 搅拌摩擦点焊缺陷特征 75
4.3.3 搅拌摩擦点焊接头力学性能 75
4.4 无匙孔搅拌摩擦点焊 76
4.4.1 伸缩式焊具搅拌摩擦焊 76
4.4.2 锥形无轴肩搅拌摩擦焊 77
4.4.3 回填式搅拌摩擦点焊 77
4.5 本章小结 82
参考文献 82
第5章 搅拌摩擦处理与改性技术 83
5.1 概述 83
5.2 材料制备 84
5.2.1 基本过程与方法 85
5.2.2 金属基复合材料 87
5.2.3 非金属基复合材料 92
5.3 表面改性 93
5.3.1 金属材料表面改性 93
5.3.2 聚合物表面改性 96
5.4 材料超塑性 97
5.4.1 超塑性本构模型 98
5.4.2 FSP实现材料超塑性 99
5.4.3 高应变速率超塑性 99
5.4.4 低温超塑性 100
5.5 缺陷修复 101
5.5.1 面积型缺陷修复 101
5.5.2 体积型缺陷修复 102
5.6 本章小结 105
参考文献 105
第6章 搅拌摩擦成形原理与发展 107
6.1 概述 107
6.2 快速成形 107
6.2.1 面临的挑战 107
6.2.2 工艺描述 109
6.2.3 成形、组织及力学性能 110
6.2.4 应用前景 114
6.3 隧道成形 115
6.3.1 面临的挑战 115
6.3.2 工艺描述 115
6.3.3 成形、组织及力学性能 116
6.4 微成形 119
6.4.1 工艺描述 120
6.4.2 成形、组织及力学性能 121
6.4.3 应用前景 123
6.5 本章小结 124
参考文献 125
第7章 异种金属搅拌摩擦焊 126
7.1 概述 126
7.2 铝/钢异种金属搅拌摩擦焊 126
7.2.1 应用背景及难点 126
7.2.2 焊具材料选择与结构设计 127
7.2.3 工艺与承载性能 129
7.2.4 焊缝成形与微观组织 130
7.2.5 界面冶金结合特征 132
7.2.6 外源辅助搅拌摩擦焊 133
7.3 铝/钛异种金属搅拌摩擦焊 135
7.3.1 应用背景及难点 135
7.3.2 连接方式设计 135
7.3.3 焊缝成形与微观组织 135
7.3.4 工艺窗口与力学性能 138
7.4 铝/铜异种金属搅拌摩擦焊 140
7.4.1 应用背景及难点 140
7.4.2 接头设计及工艺参数 141
7.4.3 焊缝成形与微观组织 142
7.4.4 金属间化合物的形成与控制 147
7.5 铝/镁异种金属搅拌摩擦焊 149
7.5.1 应用背景及难点 149
7.5.2 连接方式设计 150
7.5.3 焊缝成形与微观组织 151
7.5.4 接头连接机制 153
7.5.5 金属间化合物的形成与控制 156
7.6 本章小结 160
参考文献 161
第8章 热塑性聚合物基复合材料搅拌摩擦焊 162
8.1 概述 162
8.2 热塑性复合材料FSW工艺 163
8.2.1 焊接工艺 163
8.2.2 材料流动行为 165
8.2.3 力学性能 166
8.2.4 焊接缺陷 168
8.2.5 聚合物搅拌摩擦焊方法 170
8.3 金属与热塑性复合材料FSW 175
8.3.1 机械咬合 175
8.3.2 表面预处理与黏结机制 176
8.3.3 金属与聚合物FSW的限制 178
8.3.4 金属与聚合物无匙孔搅拌摩擦点焊 178
8.4 本章小结 179
参考文献 180
第9章 搅拌摩擦焊模拟仿真技术 182
9.1 概述 182
9.2 搅拌摩擦焊数值仿真基本理论 182
9.2.1 传热分析 182
9.2.2 应力应变 185
9.2.3 材料流动 185
9.2.4 微观组织 186
9.3 搅拌摩擦焊温度及流场分析 188
9.3.1 温度场分析 188
9.3.2 流场分析 189
9.3.3 缺陷分析 191
9.4 搅拌摩擦焊应力及变形分析 194
9.4.1 残余应力分析 194
9.4.2 变形分析 197
9.5 微观组织演变分析 199
9.6 本章小结 201
参考文献 201
第10章 机器人搅拌摩擦焊 202
10.1 概述 202
10.2 机器人搅拌摩擦焊发展史 202
10.3 机器人搅拌摩擦焊技术特征 206
10.4 机器人搅拌摩擦焊系统组成与结构 211
10.5 机器人搅拌摩擦焊应用 216
10.6 本章小结 218
参考文献 218