بررسي هندسه سطح مقطع قطعه كار در دما و خواص منطقه جوش آلياژ آلومينيوم 7075 - T6 در جوشكاري اصطكاكي دوراني

Investigation of cross sectional geometry on temperature and properties of welded area in the rotational friction welding process for AL-7075-T6

در اين مقاله به بررسي تاثير هندسه سطح مقطع قطعه كار در جوشكاري اصطكاكي دوراني براي آلياژ آلومينيوم 7075-T6 پرداخته شده است. جوشكاري از نوع اصطكاكي دوراني پيوسته بوده و قطعات موردبررسي داراي طول 75 ميلي متر، و قطر 25 ميلي متر بوده اند. جوشكاري اصطكاكي دوراني اين آلياژ تحت تغيير متغيرهاي سرعت چرخشي (N) و زمان اصطكاكي (t1) در دو سطح و با ثابت نگه داشتن فشار اصطكاكي (P1)، فشار آهنگري (P2) و زمان آهنگري (t2) انجام گرفت. سرعت هاي چرخشي مورد انتخاب مقادير 2000 دور بر دقيقه و 2500 دور بر دقيقه بوده و هندسه قطعات موردبررسي در سه شكل متفاوت در پيشاني قطعه كار و به صورت استوانه اي در نظر قرارگرفته است. نتايج حاصل از آزمايش ها و نتايج شبيه سازي حرارتي- مكانيكي با استفاده از روش المان محدود در ناحيه جوش مقايسه گرديد. براي تاييد روش آناليز و صحت نتايج شبيه سازي فرايند جوشكاري اصطكاكي، مقايسه اي بين نتايج شبيه سازي با نتايج آزمايشگاهي انجام شد و همساني خوبي را نشان داد. نظر به اين كه نتايج تجربي متنوع، زمان بر و پرهزينه است، لذا تصميم گرفته شد تا به كمك يك روش ديگر مثل شبيه سازي به كمك المان محدود، نتايج بيشتري ارائه گردد. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد تغيير در هندسه سطح مقطع قطعه كار در استحكام كششي، طول قطعات و پليسه تشكيل شده در ناحيه جوش يك عامل موثر بوده و با تغيير هندسه سطح مقطع قطعه كار، مي توان خواص ناحيه جوش را بهبود بخشيد.

In this paper, the effect of different workpiece geometries on the properties of welded Al-7075-T6 parts in rotational friction welding process has been investigated by using experimental and finite element approaches. Welding process is continuous drive friction welding. In this research, the samples diameter was selected equal to 25 mm and the samples length was selected equal to 75 mm. The process variables such as friction time (t1), forging time (t2), friction pressure (P1) and forging pressure (P2) were assumed to be constant, whereas rotational speeds were variable and selected equal to 2000 rpm and 2500 rpm. Three cylindrical parts with different cross sectional geometries were adopted as three samples. Finally, to verify the accuracy of numerical analysis, the experimental and thermo-mechanical simulation results were compared and good agreement was found between them. Since an experimental test is a time consuming and a costly process, it was decided to obtain more results by using an alternative method such as finite element simulation technique. Results of this study showed that changing in front geometric of workpiece is an effective factor for tensile strength, length of workpiece and generated flash in welded area and by changing this factor, properties of welded area can be improved.