بررسي تجربي و شبيه سازي حرارت حاصل از اصطكاك در جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي

جوشكاری اغتشاشی اصطكاكی (FSW (فرآیند جوشكاری در حالت جامد است كه با حركت چرخشی ابزار و حركت خطی آن در طول درز جوش باعث ایجاد اصطكاك بین ابزار و ماده می شود. مقدار حرارت ایجادشده به طور مستقیم بر ساختار متالورژیكی، كیفیت جوش، تنش باقیمانده و اعوجاج ناشی از حرارت در قطعه، موثر است. بنابراین تخمینی از توزیع دما در حین انجام فرآیند بسیار حایز اهمیت میباشد كه شبیه سازی آن توسط نرم افزارهای مختلف انجام میشود.در این پژوهش از نرم افزار كامسول جهت پیش بینی توزیع دما در آلیاژ آلومینیم T6-7075 استفاده شده و اطلاعات آن با نتایج تجربی مقایسه شد. پارامترهای فرآیند: سرعت چرخشی 1250RPM ،سرعت پیشروی min/40mmو60 برای آلومینیوم T6-7075 بوده است. نتایج شبیه سازی نشان داد كه توزیع دمای اطراف ابزار به صورت متقارن نیست و بیشینه دما در فصل مشترك ابزار/ قطعه حاصل می-شود. نتایج مطابقت قابل قبولی بین داده های تجربی و شبیه سازی شده نشان داد. با افزایش سرعت پیشروی، حداكثر دما كاهش یافت. سختی سطحی مورد بررسی قرار گرفت. در سرعت گردش ابزار min/80mm نسبت به min/60mm بدلیل حرارت ورودی كمتر، میزان سختی بیشتر است.

Friction stir welding (FSW) is a solid-state jointing, in which heat is generated by friction between tool and work-piece. The amount of heat conducted in to micro-structure of the weld, directly affects on quality of the weld, as well as, residual stress and the distortion of work piece. So it is important to obtain the critical temperature during the process. A Finite Element Method (FEM) simulation of the Friction Stir Processing (FSP) done by using software comsol and verified by the experimental results. Process parameters were: 1250 RPM rotational speed, 60 and 80 mm/min traveling speed for Aluminum 7075-T6. Simulation results showed that the temperature distribution is not symmetric around the tool and the highest temperature is in the tool shoulder/workpiece interface. A good agreement between simulation and experimental calculated temperatures was seen. Surface hardness was investigated. Hardness test results showed that increasing rotational speed or decreasing traverse speed of the tool reduced hardness in the weld zone.