14052

14052

مطالعه تجربي و عددي جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي فلزات غير همجنس بصورت لبه رويهم

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا - سازه هاي هوايي

اسفند ماه 1393

اسفند ماه 1393

دكتر حسين بيسادي

مكانيك

چكيده در اين پژوهش سعي شده است تا با استناد به نتايج تجربي بدست آمده از رفتار حرارتي جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي با شرايط مرزي مشخص به الگوي مناسبي جهت شبيه سازي توزيع حرارت در اين فرآيند رسيد. هدف از تحليل حرارتي يافتن تاثير سايش ابزار و قطعه¬كار و همچنين تغيير شكل و جريان مواد در حرارت توليد شده مي¬باشد، همچنين آگاهي از نحوه توزيع دما در قطعه كار نكته بسيار مهمي مي¬باشد چراكه نه تنها عامل تعيين كننده در انجام درست فرآيند است بلكه در بحث تنشهاي پسماند، اندازه دانه و استحكام جوش به شكل قابل ملاحظه¬اي تاثير¬گذار مي¬باشد. خلاصه اينكه توزيع دما در منطقه تلاطمي اين فرآيند مستقيما بر روي ميكروساختار، خواص مكانيكي و خواص مادي صفحات فلزي كه بهم جوش داده مي¬شوند تاثير مستقيمي مي¬گذارد. در اين راستا اين نوع جوشكاري از ديدگاه تجربي در دو حالت كلي كه شامل جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي بصورت لب به لب (فلزات همجنس و غير¬همجنس) براي حالت اول و جوشكاري لبه رويهم ( فلزات غير همجنس) كه شامل حالت دوم مي¬باشد را بررسي كرده و در قسمت مدلسازي فرآيند، جوشكاري در محيط نرم افزار اباكس شبيه¬سازي شده است. براساس نتايج بدست آمده از آزمايشات و مطالعات عددي در شبيه سازي فرآيند جوشكاري براي فلزات همجنس بصورت لب به لب كه در آن فلز آلياژي آلومينيوم 6061 بررسي شده و در بحث اعتبارسنجي توزيع حرارت در اطراف منطقه جوش كمترين و بيشترين درصد خطا بين 2-11 درصد بوده، همين شرايط براي جوشكاري فلزات همجنس بصورت لبه رويهم كه در اين قسمت نيز از فلز آلياژي آلومينيوم 6061 استفاده¬شده¬است¬كه¬در¬صد¬خطا¬در¬اين¬حالت¬بين1-4 در-صد مي¬باشد و در نهايت در اعتبارسنجي جوشكاري فلزات غير همجنس بصورت لب به لب كه در اين قسمت از فلز آلياژي آلومينيوم 1100 و مس استفاده شده است و درصد خطا بين 6-18 درصد بوده و با استناد به اين 3 روش، الگوي نهايي را براي شبيه¬سازي جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي لبه رويهم فلزات غير¬همجنس بدست آمده و با استفاده از پارامترهاي موثر بيان شده در طراحي آزمايش تاثير 4 پارامتر سرعت دوراني، سرعت پيشروي، قطر شانه ابزار و زاويه انحراف ابزار در اين فرآيند بررسي شده و نتايج بدست آمده اين چنين بوده كه دماي سطح قطعه¬كار با افزايش سرعت دوراني افزايش و با كاهش آن كاهش مي¬يابد ولي در همين شرايط با افزايش سرعت پيشروي دماي سطح قطعه¬كار كاهش يافته و با كاهش سرعت پيشروي دماي سطح كار افزايش مي¬يابد تمام اين نتايج بدون انجام آزمايشات كارگاهي وتنها با مطالعات عددي بدست مي¬آيد همچنين تغييرات خواص مكانيكي با توجه به تحقيق انجام گرفته توسط ساير محققين در جوشكاري لبه رويهم بررسي گرديده است. واژه‌هاي كليدي: جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي، توزيع دما، زاويه انحراف، سرعت دوراني و پيشروي، ريزساختار جوش، شبيه¬سازي.