DEFORM Welding(3)-固态摩擦焊

Deform Welding（3）-固态焊接

固态焊接是一种在不熔化基础材料或添加填充材料的情况下连接主体的焊接工艺。这些操作可在轻质合金或不同金属中产生强力连接。因此，它们在航空航天和汽车工业中是受欢迎的连接方法。最常见的是惯性摩擦焊和线性摩擦焊工艺。

DEFORM系统提供了用于建模、分析和优化各种固态焊接应用程序的领先工具。这些仿真工具已相当成熟，代表了工艺模拟技术的“最先进”性。 ? 惯性摩擦焊

最成熟的应用是惯性焊接，其中一个物体是固定的，另一个是连接到一个旋转飞轮。物体接触并置于压力之下。摩擦界面产生摩擦热，引起塑性变形和飞边。随着做功的进行，飞轮转动速度减慢，惯性能量衰减到零。压力一直保持到旋转的停止，最终完成变形连接。

惯性摩擦焊

焊接接头质量取决于外加轴向压力、初始飞轮RPM转速和能量、界面温度、顶锻距离、飞边和残余应力。DEFORM模型允许用户在计算机上优化这些过程参数，以获得所需的响应。因此，新的形状、尺寸和材料可以用较少的试验和误差来评估。

模拟和实际结果一致

用DEFORM-2D对惯性摩擦焊接进行模拟应用已经有20年的时间。GE和SFTC提出了两个验证示例。一个案例涉及钛飞机发动机涡轮盘，另一个研究了不同材料的压缩机轴级。

在实验测量的10%范围内，仿真结果成功地将顶锻距离随时间、飞边厚度和飞边形状的函数变化进行了匹配。温度预测和观察到的热影响区的结果也匹配的很好。2.5D旋转模型甚至可基于飞轮的瞬时能量来预测过程中的旋转速度。

? 线性摩擦焊

线性摩擦焊(LFW)与惯性焊接有许多相似之处。一个物体是固定的，另一个物体向它移动，这个过程将承受一个施加的常压载荷。在LFW中，运动物体以较高的速度来回振荡。摩擦加热使材料软化产生飞边并连接在一起。振动停止后，在保持压力的条件下最终焊接按照预定的工艺时间完成。

线性摩擦焊过程温度场云图

在DEFORM-2D V11.2中引入了一种高效的2.5D LFW模拟能力.为模拟LFW过程中的热机械行为提供了一种实用的解决方案。它的二维平面应变模型被定义为正向振荡方向，并给出了平面外运动的耦合解。另外三维LFW模拟工具也即将推出。他们允许完全三维预测变形，加热和飞边形成，此方面也将提升在网格重划分和接触行为的能力。

Ti-6Al-4V线性摩擦焊