بررسی اثر سرعت ابزار بر سختی و تنش پسماند در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم 2024-T351 با روش تجربی و شبیه سازی عددی

در این تحقیق، ساختار میکروسکوپی، سختی سطحی و تنش پسماند در ورق های آلیاژ آلومینیوم 2024-T351 که به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و با سرعت های دورانی و پیشروی متفاوت ابزار، به صورت لب به لب به یکدیگر متصل شده اند، مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به این که آلیاژ آلومینیوم 2024-T351 دارای قابلیت عملیات حرارتی می باشد، نتایج آزمون سختی نمونه ها نشان می دهد افزایش سرعت دورانی و یا کاهش سرعت پیشروی ابزار، سختی را در ناحیه جوشکاری، کاهش می دهد. با استفاده از روش استاندارد پراش اشعه ایکس، که یک روش غیر مخرب می باشد، تنش های پسماند در نمونه های جوشکاری شده، اندازه گیری شده است. شبیه سازی اجزا محدود فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با روش مدل حرارتی و محاسبه حرارت تولیدی در حین جوشکاری، در نرم افزار آباکوس انجام گرفته است. مقایسه مقادیر تنش های پسماند حاصل از حل عددی با اندازه گیری های تجربی نشان می دهد، مدل عددی می تواند پیش بینی قابل قبولی از میدان تنش پسماند در اتصالات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ارائه دهد.
بررسی نتایج تنش های پسماند نشان می دهد، با افزایش سرعت دورانی و پیشروی ابزار، مقادیر تنش در ناحیه جوشکاری شده افزایش می یابد؛ که علت آن بالا رفتن گرادیان حرارتی در اثر افزایش سرعت دورانی، و کاهش افت سختی و مقاومت بیش تر در برابر تغییر شکل پلاستیک با افزایش سرعت پیشروی ابزار است.