شبيه سازي تاثير نوع آلياژ بر توزيع حرارتي در موضع اتصال جوشكاري اصطكاكي- اغتشاشي (FSW)

Simulation of effect of alloy type on heat distribution in Friction Stir Welding(FSW) junction

جوشكاري اصطكاكي-اغتشاشي (FSW) يك فرايند اتصال دهي در حالت جامد مي باشد كه در سال 1991 توسط موسسه جوش انگلستان (TWI) توسعه يافت. قابليت هاي فرايند مذكور موجب توجه روز افزون به آن در صنايع هوايي و خودرو سازي شده است. حرارت لازم براي پيونددهي توسط چرخش يك پين پيشرونده در موضع اتصال ايجاد مي شود كه عواملي از قبيل سرعت دوراني، ضريب اصطكاكي، زاويه مارپيچ پين، نيروي عمودي و شعال شولدر بر توليد گرما در موضع اتصال تاثير مي گذارند. همچنين عواملي از قبيل سرعت جوشكاري، جنس قطعه كار و دماي پيشگرم بر توزيع حرارت تاثير مي گذارند. در اين پژوهش تاثير شعاع شولدر و سرعت دوراني ابزار بر توزيع حرارت در موضع اتصال براي آلياژ هاي مختلف شبيه سازي و نرم افزار مربوطه براي پيش بيني توزيع دمايي طراحي شد. نتايج حاصل شده از شبيه سازي فرايند با نتايج حاصل از مطالعات تجربي و فيزيك مسئله از همخواني خوبي برخوردار بود.

Friction stir welding(FSW) is a joining process in solid state that was developed by the welding institute(TWI) in 1991. The capabilities of the mentioned process causes the ever-growing concern in aerial and automotive industries. The necessary heating for junction is generated through rotating of an advancing pin in the junction and factors like rotational speed, friction coefficient, helix angle of the pin , normal force and shoulder radius have effect on heat generation at the junction. Also, factors like welding speed, workpiece material and preheat temperature affect the heat distribution. In this study, the effect of shoulder radius and rotational speed of the tool in heat distribution at the junction for different alloys is simulated and the related software to predict temperature distribution is designed. The results of process simulation are in good harmony with the results of empirical studies and the physics of the issue.