تحلیل عددی و مطالعه تجربی فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (مطالعات موردی روی آلیاژآلومینیوم و آلیاژ فولاد)

در این مقاله جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم به روش تحلیل عددی و مطالعه آزمایشگاهی مد نظر قرار گرفته ادر این مقاله تحلیل عددی و مطالعه تجربی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مد نظر قرار گرفته است. برای حل معادلات حاکم بر رفتار مواد از روش درون یابی مشتق تعمیم یافته استفاده شده است. روش حل مذکور به عنوان روش اختلاف محدود با بالاترین مرتبه شناخته می شود و یکی از روش های فاقد شبکه است که در مقایسه با روش های اختلاف محدود و اجزاء محدود سرعت همگرایی بسیار بالاتری را داراست. پس از اعتبارسنجی روش تحلیل با نتایج تجربی روی آلیاژ آلومینیوم، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی قطعات فولادی مورد تحلیل قرار گرفته و نتایج حاصل با نتایج منتشر شده توسط دیگران مقایسه گردیده است. تحلیل های عددی نشان می دهند در سرعت دورانی بالای ابزار، فرآیند باید به صورت سه بعدی تحلیل شود. به منظور شناخت بهتر فرآیندهایی که روی آلیاژهای غیرمشابه صورت می پذیرد ویژگی های جوش کاری روی آلیاژهای آلومینیوم و فولاد به طور هم-زمان مورد توجه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که رفتار ماکروسکوپیک هر دو ماده در حین عملیات جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی مشابه است. همچنین طیف ویسکوزیته در محدوده ی دمای خمیری تا ذوب حاکی از سیالیت بالای فولاد است و برای جوشکاری آن می توان از نسبت سرعت دورانی به سرعت خطی (ω/v) بالاتری در مقایسه با آلومینیوم استفاده نمود؛ بنابراین هنگام اتصال آلیاژهای آلومینیوم و فولاد باید نسبت سرعت مناسب بر اساس این موضوع تنظیم شود.

کلیدواژه ها:

Friction Stir Welding ، Generalized Differential Quadrature Method ، Navier-Stokes equation ، Mild Steel ، Aluminum alloy ، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ، روش درون یابی مشتق تعمیم یافته ، معادله ناویر-استوکس ، فولاد نرم ، آلیاژ آلومینیوم