شبيه‌سازي حرارتي جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي اتصال غيرمشابه فولاد زنگ‌نزن 304 به آلومينيوم 5083

Thermal Simulation of Friction Stir Welding in 304 Stainless Steel to 5083 Aluminum Dissimilar Joint

جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي از روش‌هاي بسيار كاربردي در اتصال فلزات غيرمشابه است. در اين پژوهش به شبيه‌سازي توزيع حرارت در جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي اتصال غيرمشابه فولاد زنگ‌نزن 304 به آلياژ آلومينيوم 5083 با استفاده از روش المان محدود پرداخته شده است. حل حرارتي براي اين مسئله از دو روش حل حالت پايدار و نيز حل حالت گذرا استفاده شده و دو روش با يكديگر مقايسه شده‌اند. قابل ذكر است كه، به‌منظور اعتبارسنجي مدل، ورق‌هاي فولاد زنگ‌نزن و آلومينيوم آماده‌سازي شده و جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي صورت گرفته است. به‌علاوه با به‌كار بردن ترموكوپل بر قطعات، تاريخچه دمايي نقاط حين جوشكاري براي دو فلز به‌دست آمد. پس از آن، نتايج حاصل از شبيه‌سازي حرارتي با نتايج آزمايشگاهي حاصل از جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي اين اتصال مقايسه و اعتبارسنجي شد. در پايان با ساخت يك مدل شبكه عصبي، تأثير پارامترهاي ورودي فرايند جوشكاري بر حداكثر دماي زير ابزار بررسي شد.

Friction stir welding is of the most applicable methods to join dissimilar metals. In this study, the thermal distribution during the joining of 304 stainless steel and 5083 aluminum alloy by friction stir welding method was simulated by the finite element method. Both, transient and stationary thermal solutions were used in the simulations and the two methods were compared correspondingly. To verify the model, two sheets of stainless steel and aluminum were prepared and the friction stir welding was applied. Additionally, by using thermocouples temperature, the history of points on the sheets was obtained during welding. Then, the simulation and the experimental results were compared to validate the model. Finally, an artificial neural network model was created and the effect of different input parameters on the maximum temperature under the tool was investigated.