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2023年第52卷第21期热加工工艺ISSN1001-3814
Vol.52No.212023HotWorkingTechnologyCN61-1133/TG
引用格式：李健，陈佳美，郭薇，等.TC4/CFRTP叠层结构摩擦搭接焊接过程温度场研究[J.
DOl:10.14158/ki.1001-3814
riggy@
TC4/CFRTP叠层结构摩擦搭接焊接
过程温度场研究
李健，陈佳美，郭薇‘，林旭龙，唐翠勇，叶婷1，范秋月1
(1.龙岩学院福建省焊接质量智能评估重点实验室，福建龙岩3640002.龙岩学院化学与材料学院，福建龙岩
364000;3.福建农林大学机电工程学院，福建福州350002)
摘要：为了研究TC4钛合金与碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)叠层结构摩擦搭接焊（frictionlapjoining，FLJ)
过程中的温度变化及其影响，建立了摩擦热源以及热传导的三维几何模型。利用ABAQUS软件进行模拟，得到了FLJ过
程的温度场及热循环曲线，分析了旋转速率和焊接速率等参量对温度场的影响规律。并进行了TC4/CFRTP摩擦搭接焊试
验，通过连接区域的显微形貌观察分析了温度变化对焊接缺陷的影响。结果表明，模型能够快速、准确模拟TC4/CFRTP叠
层结构FLJ过程的温度变化；旋转速率越大、焊接速率越小，则连接区域温度越高；过高的温度导致CFRTP的热塑性基体
发生热降解，未能及时排出的热解气体在连接区域形成气泡，气泡数量及大小随温度升高而增多、增大。
关键词：摩擦搭接焊；钛合金；碳纤维热塑性复合材料（CFRTP）；温度场
中图分类号：TG453+.9文献标识码：A
TemperatureAnalysisofTC4/CFRTPStackStructure
gFrictionLapJoining
during
LIJian,CHENJiameil,GUOWei²,LINXulong,TANGCuiyong,YETing,FANQiuyuel
(1.FujianProvincialKeyLaboratoryofWeldingQualityIntelligentEvaluation,LongyanUniversity,Longyan364000,China;
2.SchoolofChemistryandMaterials,LongyanUniversity,Longyan364000,China;3.SchoolofMechanicalandElectrical
Engineering,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002,China)
Abstract:InordertoanalyzethetemperatureofTC4titaniumalloy/carbonfiberreinforcedthermoplasticcomposite
(CFRTP)stackstructureanditsinfluenceduringfrictionlapjoining(FLJ),a3Dgeometricmodelconsideringthefrictional
heat
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