بخشی از مقاله
چکیده
شبیهسازی فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، به روش اجزای محدود با استفاده از نرم افزار Deform 3D، بر پایه روش لاگرانژی، انجام شد و با نتایج تجربی مقایسه شد. شبیهسازی میتواند دما و کرنش موثر را با موفقیت پیشبینی کند. برای انجام فرآیند اصطکاکی اغتشاشی از یک ابزار مصرفنشدنی بدون پین استفاده شد. پارامترهای فرآیند: سرعت چرخشی 2000 RPM، سرعت پیشروی 50 mm/min و عمق نفوذ 1 mm بود
نتایج شبیهسازی نشان داد که توزیع دمای اطراف ابزار به صورت متقارن نیست و بیشینه دما در فصل مشترک ابزار/ قطعه است. هماهنگی خوبی بین دماهای اندازهگیری شده در شبیهسازی و آزمایش تجربی دیده شد. همچنین، نتایج شبیهسازی، نشاندهنده کرنش بیشتری در جهت پیشرونده نسبت به جهت پسرونده بود.
مقدمه
آلیاژ آلومینیوم 6061 یک آلیاژ رسوبسختیشده است که حاوی مقادیر زیادی منیزیم و سیلسیم به عنوان عناصر آلیاژی است. منیزیم و سیلسیم تشکیل Mg2Si میدهندکه یک سیستم یوتکتیکی ساده با آلومینیوم ایجاد میکند. رسوب کردن Mg2Si بعد از پیرسازی مصنوعی در دمای T6 است که اجازه میدهد این آلیاژها به استحکام بالایی برسند. این آلیاژها خواص مکانیکی خوب همراه با جوشپذیری و مقاومت به خوردگی عالی از خود نشان میدهند. کاربرد آنها در قطعات هواپیما، اتومبیل، پیستونهای هیدرولیک، سوپاپها، بدنه دوچرخه و غیره است؟
فرآیند اصطکاکی اغتشاشی 1 - FSP - توسعهیافته روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی 2 - FSW - است که به وسیله انجمن جوشکاری بریتانیا در سال 1991 به منظور بهبود خواص موضعی و سطحی، در مکانی انتخابی، ابداع شده است. FSP یک روش حرارتی مکانیکی جدید و منحصر بفرد است که ریز ساختار و خواص مکانیکی ماده را طی یک مرحله، برای دستیابی به بیشترین کارآیی با هزینه کم در کمترین زمان ممکن، تغییر میدهد. برای انجام این فرآیند روی یک ورق فلزی، از یک ابزار استوانهای با طراحی مخصوص استفاده میشود.
این ابزار در حالیکه به دور خود میچرخد، وارد منطقه مورد نظر از ورق میشود. ابزار در حال چرخش با سطح ورق تماس پیدا میکند و اصطکاک بین سطح ورق و شانه ابزار بهطور مرتب ایجاد حرارت میکند که ستون کوچکی از فلز را نرم و امکان پیشروی ابزار را درون ماده فراهم میکند - شکل . - 1 منطقه FSP شده پس از عبور ابزار خنک میشود و یک منطقه تبلور مجدد یافته دینامیکی در آن ایجاد میشود. نتیجه فرآیند بدست آمدن ریزساختاری همگن با دانههای ریز هممحور در ناحیه FSP است که سبب بهبود داکتیلیتی و استحکام میشود.
تغییر شکل پلاستیک موضعی شدید حین FSP منجر به شکسته شدن ذرات فاز ثانویه و توزیع یکنواخت رسوباتی مثل Mg2Si میشود. این توزیع یکنواخت شانس تشکیل مناطق آندی را کاهش میدهد، بنابراین مقاومت به خوردگی را بهبود میبخشد
مناسبترین فرآیند برای آلیاژهای آلومینیوم است؟ آلومینیوم یک فلز با نقطه ذوب پایین است که استفاده از فرآیندهای حالت جامد میتواند یک پیشرفت برای بکار بردن این فلز در صنایع محسوب شود. همچنین، سختی و استحکام پایین آلومینیوم، ساخت ابزار مصرفنشدنی را سادهتر میکند؟
شکل -1 شماتیک فرآیند اصطکاکی اغتشاشی
