مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه رفتار حرارت حاصل از اصطکاک و جریان مواد در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلومینیوم AA1100

نویسندگان
1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری
2 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
چکیده
در این مقاله اثرات سرعت خطی و سرعت دورانی ابزار جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر روی توزیع حرارت، سیلان مواد و شکل‌گیری عیوب در منطقه جوش مورد بررسی قرار گرفت. جهت شبیه سازی فرایند با روش دینامیک سیالات محاسباتی از مجموعه‌ی تجاری CFD Fluent 6.4 استفاده شد. برای بالا بردن دقت شبیه سازی، خط جوش که در مرز بین قطعه کارها قرار دارد، به عنوان یک سیال با رفتار شبه‌مذاب در اطراف پین شبیه سازی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که با افزایش نسبت سرعت چرخشی به سرعت خطی ابزار، جریان مواد در جلو ابزار بیشتر می‌شود و ابعاد منطقه اغتشاش بیشتر می گردد. همچنین نتایج شبیه‌سازی نشان داد که حداکثر درجه حرارت و جریان مواد در سمت پیشرو اتفاق می‌افتد. بر اساس نتایج شبیه سازی مشخص شد که تولید حرارت ناکافی سبب جریان ناکامل مواد اطراف پین می‌شود و بدین ترتیب عیوب مختلفی در ریشه جوش شکل می‌گیرند. نتایج حاصل از مدل توسط نتایج تجربی سایر محققین مورد تایید قرار گرفته است. براساس پارامترهای جوشکاری مورد بررسی، نتایج حاصل از شبیه سازی حداکثر نرخ کرنش محل اتصال را 4s-1+ تا 4s-1 - پیش بینی نموده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Study on Frictional Heat Behavior and Material Flow during Friction Stir Welding Of AA1100 Aluminum Alloy

نویسندگان English

Hamed Aghajany 1
Mostafa Habibnia 2
Hamed Jamshidi Aval 2
چکیده English

In this article, effects of Friction stir welding tool rotational and traverse speeds were studied on the temperature distribution, material flow and formation of defects in the welding zone. Computational fluid dynamics method was used to simulate the process with commercial CFD Fluent 6.4 package. To enhance the accuracy of simulation in this Study, the welding line that is located between two workpieces, defined with pseudo melt behavior around the FSW pin tool. Simulation results showed that with increase of FSW tool rotational speed to linear speed, the material flow in front of tool became more and dimensions of the stir zone will be bigger. The calculation result also shows that the maximum temperature and stir of the material was occurred on the advancing side. The computed results showed that with incompetent heat generation, insufficient material flow caused around the pin and defects formed in weld root. The computed results were in good agreement with the experimental results of other researchers. Based on the welding parameters that used in this simulation, the maximum strain rate is predicted between -4(S-1) to +4(S-1) in the stir zone.

کلیدواژه‌ها English

Friction Stir Welding
Computational Fluid Dynamics
thermal simulation
Material flow