توسعه و اصلاح مدل حرارتی فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با پین خارج از مرکز

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) یکی از روش‌های جوشکاری حالت جامد می‌باشد. یکی از عوامل تاثیرگذار در خواص مکانیکی و متالوژیکی اتصال نهایی، هندسه ابزار می‌باشد که با طراحی صحیح آن می‌توان در نهایت به اتصالی با کیفیت بهینه دست یافت. از جمله اصلاحات و موارد مناسب جهت بهبود خواص مکانیکی اتصال نهایی، خارج از مرکز نمودن پین ابزار نسبت به شانه ابزار است. خارج از مرکز نمودن پین موجب خواهد شد که حرارت ایجاد شده در ناحیه بزرگ‌تری توزیع ‌یابد و حجم ماده تغییر شکل یافته توسط پین ابزار افزایش ‌یابد. در پژوهش حاضر با استفاده از روابط تحلیلی به توسعه مدلی حرارتی برای ابزار با پین خارج از مرکز پرداخته شده است، مدل اصلاح شده تابعی از ضریب اصطکاک و تنش تسلیم وابسته به دما می‌باشد و در آن تاثیر پارامترهای هندسی ابزار بر میزان حرارت تولیدی در فرایند مورد نظر قرار گرفته است. پس از توسعه روابط، جهت صحه‌سنجی مدل از شبیه‌سازی سه بعدی به واسطه پکیج اجزاء محدودABAQUS و کدنویسی شار حرارتی به زبان فرترن در قالب دو سابروتین USDFLD وDFLUX استفاده شده است و نتایج توزیع دما از مدل توسعه داده شده با نتایج تجربی و تحلیلی مدل‌های پیشین مورد مقایسه قرار گرفته است. بر اساس نتایج بدست آمده مدل حرارتی توسعه داده شده با دقت بالایی قادر به پیش‌بینی توزیع حرارت و دمای ماکزیمم در فرایند FSW با ابزار دارای پین خارج از مرکز می‌باشد.