金属学报

作者：韩鸿华, 史清宇, 杨诚乐, 孔德帅, 陈高强

单位：清华大学 机械工程系 清洁高效透平动力装备全国重点实验室 北京 100084

关键词：搅拌摩擦焊,铝合金,材料流动,数值模拟,

基金：国家自然科学基金项目(52175334);清洁高效透平动力装备全国重点实验室课题项目(DEC8300CG202428557A-1228215)

搅拌摩擦焊(FSW)过程中，材料在数秒时间内迅速完成材料流动-沉积过程。为解析材料流经搅拌头附近的完整轨迹，本工作以2219-T87铝合金FSW过程为研究对象，构建了FSW过程热-力-流全耦合仿真模型，并运用轨迹追踪算法，着重分析了FSW过程中材料流动-沉积的轨迹。结果表明，焊接过程中材料流动-沉积行为受其所处位置影响：靠近轴肩的材料流经搅拌头附近的轨迹呈多圈绕流模式，材料在流动过程中，绕行半径由大变小，并在搅拌针附近发生显著的向下迁移，沉积位置均位于前进侧；远离轴肩的材料呈现出直通流动模式，材料未完成整圈流动后便沉积在搅拌针后方，前进侧材料焊后沉积在前进侧，后退侧材料焊后沉积在后退侧。

来源：2026年第1期

《金属学报》期刊编辑部

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