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HotWorkingTechnology2014，Vo1．43，No．7

基于有限元搅拌头磨损机理研究

李秀娜。吴伟

(1．河北工业职业技术学院，河北石家庄050091；2．河北台金矿山管理办公室，河北石家庄050011)

摘要：搅拌头的磨损是影响搅拌摩擦焊接(FS生产成本的重要内容。本文从FSW工艺设计出发，应用数值模

拟技术，基于改进的Archard理论建立搅拌头磨损模型，研究了FSW过程中搅拌头的摩擦磨损规律及使用寿命。这对

研究搅拌头摩擦磨损和使用寿命，降低生产成本以及推广FSW技术具有现实的研究意义和实用价值。

关键词：有限元；搅拌头；磨损机理；改进Archard理论

中图分类号：TG453~．9文献标识码：A文章编号：1001．3814(2014)07．0212．03

ResearchonPinToolWearMeehanismBasedonFiniteElement

LIXiuna1．、^厂UWei

(1．HebeiCollegeofIndustryandTechnology，Shijiazhuang050091，China；2．HebeiMetallurygMiningManagementOffice，

Shijiazhuang050011，China)

Abstract：Thewealofpintoolisnaimportantcontentthataffectstheproductioncostoffrictionstirwelding．Theweal

regularityofthepintoolwasinvestigatedduringfrictionstirweldnigprocessfromthestartingoffrictionstirweldingprocess．

FromhtepointofFSWprocessdesign，usingnumericalsmiulationtechniques，basedontheimprovedarchardtheory，theweal

modelofthepintoolwasbuilt，thewealreuglariytandservicelifeofthepintoolintheprocessofrfictionstirprocessingwere

analyzed．Thisstudyhasapracticalsignificnaceandpracticalvalueinstudyingthewealandservicelifeofthepnitool，

reducnighteproductioncostsnadpromotingthetechnoloygofrfictionstirwelding．

Keywords：finiteelement；pintool；wearmechanism；improvedArchradhteory

在传统搅拌摩擦焊(FSW)中，搅拌头较高的成式中：p为界面摩擦压力；为滑动速度；日为搅拌头

本和较短的使用寿命长期制约着FSW技术的发展及材料硬度；K为磨损校核系数；a，6，C和t都是磨损

应用。在FSW生产过程中，搅拌头的费用约占生产成试验常数。

本的67％，因此，提高搅拌头使用寿命，减小生产过程分析FSW过程中搅拌头的磨损情况．需要在

中摩擦磨损，对降低生产成本，推广FSW技术应用范FSW磨损模型中加入温度这一影响因素．对

围具有现实的研究意义和实用价值[1]。搅拌头使用寿Archard磨损模型进行了修正，得到了关于摩擦磨损

命是衡量搅拌头质量的一个重要方面。也是判定搅拌的改进Archard磨损模型。修正以后磨损模型中的

头设计是否合