تاثير سرعت دوراني و سرعت پيشروي ابزار روي ماكزيمم دماي ايجاد شده در جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي در حضور و عدم حضور خنك‌كار با استفاده از آناليز المان محدود

Effect of Tool Rotational and Welding Speed on Transient Temperature in underwater and Normal Friction Stir Welding using Finite Element Method

با توجه به تاثير چرخه­ هاي گرمايي بر مناطق دورتر از ناحيه جوش و همچنين اهميت انجام اين فرايند در صنايع دريايي، بررسي گرمايي جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي در زير آب يك نياز اساسي است. در اين تحقيق مدلسازي گرمايي جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي در حضور خنك ­كار و در هوا با سرعت دوراني­ ها و پيشروي­ هاي مختلف انجام پذيرفت. مقايسه بين نتايج مدلسازي و نتايج تجربي صورت گرفت كه بيانگر صحت انجام مدل سازي بود. يافته ­ها نشان داد كه افزايش سرعت دوراني به دليل افزايش شار گرمايي توليدي، منجر به افزايش دما در مناطق مختلف قطعه­ كار در جوشكاري در هوا و زير آب مي ­شود؛ اما در جوشكاري زير آب با توجه به جوشش آب در مناطق اطراف ابزار، افت دما در اين مناطق بيشتر است و اختلاف دماي بيشتري بين دماي قطعه­ كار در جوشكاري در هوا و زير آب مشاهده مي ­شود. كاهش سرعت پيشروي به دليل افزايش انباشت حرارتي، منجر به افزايش دماي قطعه­ كار مي­ گردد كه در جوشكاري در هوا نسبت به جوشكاري در زير آب، افزايش دما چشم گيرتر است. در واقع تاثير تغييرات سرعت پيشروي بر جوشكاري در زيرآب نسبت به هوا كمتر است.

Friction Stir Welding is an appropriate method to connect different metals in temperatures below their melting point. In spite of this, the effect of thermal cycles causes the reduction in mechanical strength in different weldment regions. On the other hand, because of necessity of doing welding in submerged conditions like in navy industries it is of great importance to investigate and thermally modeling the submerged Friction Stir Welding. In this paper, finite element modeling of friction stir welding in the air and underwater were performed for Al6061-T6 alloys to control the thermal cycles. In addition to cooling effect, the influence of parameters such as welding speed and rotational speed on the maximum temperature in workpiece was investigated. The model results were then examined by experimental data and a reasonable agreement was observed. Results show that increasing rotational tool speed due to increasing in generating heat flux causes increasing in maximum temperature experienced by workpiece in different regions in both air and underwater welding. However, in underwater welding because of boiling water surrounding the tool, temperature drop is more greater than another one. The difference between maximum temperature in air and underwater welding is high. Reducing welding speed causes increasing the maximum temperature. This is due to reducing cumulative generated heat flux during welding. Increasing temperature during welding in air is more salient than doing welding in underwater. In the other word the effect of welding speed on maximum temperature in welding in air is more than underwater welding.