本書依據(jù)工程領(lǐng)域技術(shù)瓶頸和科學(xué)領(lǐng)域關(guān)鍵問(wèn)題，從攪拌摩擦焊基本原理與特征出發(fā)，涵蓋了攪拌摩擦焊固有模式和發(fā)展趨勢(shì)介紹，涉及內(nèi)容包括攪拌摩擦點(diǎn)焊技術(shù)、攪拌摩擦處理與改性技術(shù)、攪拌摩擦成形技術(shù)、異種金屬攪拌摩擦焊技術(shù)、熱塑性聚合物基復(fù)合材料攪拌摩擦焊技術(shù)以及攪拌摩擦焊模擬仿真技術(shù)；并對(duì)當(dāng)前發(fā)展的主流方向機(jī)器人攪拌摩擦焊現(xiàn)狀及應(yīng)用趨勢(shì)做了總結(jié)和展望。本書著眼于工程和科學(xué)中亟待解決的問(wèn)題，并給出可行的解決方案。
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目錄
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 攪拌摩擦焊的由來(lái)與發(fā)展 1
1.3 攪拌摩擦焊工藝簡(jiǎn)介 3
1.4 焊具與設(shè)備 4
1.5 接頭形貌與焊接缺陷 5
1.6 攪拌摩擦焊技術(shù)創(chuàng) 6
1.7 本章小結(jié) 6
參考文獻(xiàn) 7
第2章 攪拌摩擦焊基本原理與特征 8
2.1 概述 8
2.2 攪拌摩擦焊基本原理 8
2.3 攪拌摩擦焊技術(shù)特征 9
2.3.1 FSW熱-力耦合特征 9
2.3.2 FSW技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn) 10
2.4 攪拌摩擦焊接頭特征 13
2.5 攪拌摩擦焊工藝參數(shù) 15
2.6 攪拌摩擦焊焊具設(shè)計(jì) 19
2.7 本章小結(jié) 21
參考文獻(xiàn) 22
第3章 攪拌摩擦焊固有模式和發(fā)展趨勢(shì) 23
3.1 概述 23
3.2 自持式攪拌摩擦焊 23
3.2.1 雙軸肩攪拌摩擦焊 23
3.2.2 自支撐攪拌摩擦焊 31
3.3 靜止軸肩攪拌摩擦焊 41
3.3.1 靜止軸肩攪拌摩擦焊原理 41
3.3.2 靜止軸肩攪拌摩擦焊發(fā)展及應(yīng)用 41
3.3.3 接頭組織 43
3.3.4 接頭力學(xué)性能 45
3.4 無(wú)減薄攪拌摩擦焊 46
3.4.1 焊前增材/減材技術(shù) 46
3.4.2 內(nèi)外雙軸肩技術(shù) 47
3.4.3 大內(nèi)凹焊具技術(shù) 54
3.5 匙孔及缺陷修補(bǔ)技術(shù) 55
3.5.1 摩擦塞補(bǔ)焊 55
3.5.2 填充式攪拌摩擦焊 57
3.5.3 TIG預(yù)填絲攪拌摩擦處理匙孔修復(fù)技術(shù) 61
3.6 耗材攪拌摩擦焊 62
3.6.1 靜止軸肩攪拌摩擦增材制造 62
3.6.2 填絲攪拌摩擦焊 66
3.7 本章小結(jié) 70
參考文獻(xiàn) 70
第4章 攪拌摩擦點(diǎn)焊技術(shù)基本特征及發(fā)展概述 71
4.1 概述 71
4.2 攪拌摩擦點(diǎn)焊原理及發(fā)展 71
4.2.1 傳統(tǒng)攪拌摩擦點(diǎn)焊原理 71
4.2.2 攪拌摩擦點(diǎn)焊技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用 72
4.3 攪拌摩擦點(diǎn)焊接頭特征及性能 73
4.3.1 攪拌摩擦點(diǎn)焊組織特征 74
4.3.2 攪拌摩擦點(diǎn)焊缺陷特征 75
4.3.3 攪拌摩擦點(diǎn)焊接頭力學(xué)性能 75
4.4 無(wú)匙孔攪拌摩擦點(diǎn)焊 76
4.4.1 伸縮式焊具攪拌摩擦焊 76
4.4.2 錐形無(wú)軸肩攪拌摩擦焊 77
4.4.3 回填式攪拌摩擦點(diǎn)焊 77
4.5 本章小結(jié) 82
參考文獻(xiàn) 82
第5章 攪拌摩擦處理與改性技術(shù) 83
5.1 概述 83
5.2 材料制備 84
5.2.1 基本過(guò)程與方法 85
5.2.2 金屬基復(fù)合材料 87
5.2.3 非金屬基復(fù)合材料 92
5.3 表面改性 93
5.3.1 金屬材料表面改性 93
5.3.2 聚合物表面改性 96
5.4 材料超塑性 97
5.4.1 超塑性本構(gòu)模型 98
5.4.2 FSP實(shí)現(xiàn)材料超塑性 99
5.4.3 高應(yīng)變速率超塑性 99
5.4.4 低溫超塑性 100
5.5 缺陷修復(fù) 101
5.5.1 面積型缺陷修復(fù) 101
5.5.2 體積型缺陷修復(fù) 102
5.6 本章小結(jié) 105
參考文獻(xiàn) 105
第6章 攪拌摩擦成形原理與發(fā)展 107
6.1 概述 107
6.2 快速成形 107
6.2.1 面臨的挑戰(zhàn) 107
6.2.2 工藝描述 109
6.2.3 成形、組織及力學(xué)性能 110
6.2.4 應(yīng)用前景 114
6.3 隧道成形 115
6.3.1 面臨的挑戰(zhàn) 115
6.3.2 工藝描述 115
6.3.3 成形、組織及力學(xué)性能 116
6.4 微成形 119
6.4.1 工藝描述 120
6.4.2 成形、組織及力學(xué)性能 121
6.4.3 應(yīng)用前景 123
6.5 本章小結(jié) 124
參考文獻(xiàn) 125
第7章 異種金屬攪拌摩擦焊 126
7.1 概述 126
7.2 鋁/鋼異種金屬攪拌摩擦焊 126
7.2.1 應(yīng)用背景及難點(diǎn) 126
7.2.2 焊具材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 127
7.2.3 工藝與承載性能 129
7.2.4 焊縫成形與微觀組織 130
7.2.5 界面冶金結(jié)合特征 132
7.2.6 外源輔助攪拌摩擦焊 133
7.3 鋁/鈦異種金屬攪拌摩擦焊 135
7.3.1 應(yīng)用背景及難點(diǎn) 135
7.3.2 連接方式設(shè)計(jì) 135
7.3.3 焊縫成形與微觀組織 135
7.3.4 工藝窗口與力學(xué)性能 138
7.4 鋁/銅異種金屬攪拌摩擦焊 140
7.4.1 應(yīng)用背景及難點(diǎn) 140
7.4.2 接頭設(shè)計(jì)及工藝參數(shù) 141
7.4.3 焊縫成形與微觀組織 142
7.4.4 金屬間化合物的形成與控制 147
7.5 鋁/鎂異種金屬攪拌摩擦焊 149
7.5.1 應(yīng)用背景及難點(diǎn) 149
7.5.2 連接方式設(shè)計(jì) 150
7.5.3 焊縫成形與微觀組織 151
7.5.4 接頭連接機(jī)制 153
7.5.5 金屬間化合物的形成與控制 156
7.6 本章小結(jié) 160
參考文獻(xiàn) 161
第8章 熱塑性聚合物基復(fù)合材料攪拌摩擦焊 162
8.1 概述 162
8.2 熱塑性復(fù)合材料FSW工藝 163
8.2.1 焊接工藝 163
8.2.2 材料流動(dòng)行為 165
8.2.3 力學(xué)性能 166
8.2.4 焊接缺陷 168
8.2.5 聚合物攪拌摩擦焊方法 170
8.3 金屬與熱塑性復(fù)合材料FSW 175
8.3.1 機(jī)械咬合 175
8.3.2 表面預(yù)處理與黏結(jié)機(jī)制 176
8.3.3 金屬與聚合物FSW的限制 178
8.3.4 金屬與聚合物無(wú)匙孔攪拌摩擦點(diǎn)焊 178
8.4 本章小結(jié) 179
參考文獻(xiàn) 180
第9章 攪拌摩擦焊模擬仿真技術(shù) 182
9.1 概述 182
9.2 攪拌摩擦焊數(shù)值仿真基本理論 182
9.2.1 傳熱分析 182
9.2.2 應(yīng)力應(yīng)變 185
9.2.3 材料流動(dòng) 185
9.2.4 微觀組織 186
9.3 攪拌摩擦焊溫度及流場(chǎng)分析 188
9.3.1 溫度場(chǎng)分析 188
9.3.2 流場(chǎng)分析 189
9.3.3 缺陷分析 191
9.4 攪拌摩擦焊應(yīng)力及變形分析 194
9.4.1 殘余應(yīng)力分析 194
9.4.2 變形分析 197
9.5 微觀組織演變分析 199
9.6 本章小結(jié) 201
參考文獻(xiàn) 201
第10章 機(jī)器人攪拌摩擦焊 202
10.1 概述 202
10.2 機(jī)器人攪拌摩擦焊發(fā)展史 202
10.3 機(jī)器人攪拌摩擦焊技術(shù)特征 206
10.4 機(jī)器人攪拌摩擦焊系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu) 211
10.5 機(jī)器人攪拌摩擦焊應(yīng)用 216
10.6 本章小結(jié) 218
參考文獻(xiàn) 218
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