بررسی توزیع تنش های پسماند در جوش اصطکاکی امتزاجی فلزات غیر همجنس

در این پایان نامه به بررسی توزیع تنش های پسماند در جوشکاری اصطکاکی امتزاجی(fsw) فلزات غیر همجنس(مس-آلومینیوم) پرداخته شده است. برای بررسی موضوع ابتدا جوشکاری اصطکاکی امتزاجی و پارامترهای مربوط به آن و تحقیقات انجام شده درباره جوشکاری فلزات غیر همجنس مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از پارامترهای مهم در ایجاد تنش های پسماند در جوشکاری و به ویژه در جوش اصطکاکی امتزاجی گرمای اعمال شده به قطعات حین جوشکاری می باشد. بنابراین توابع تولید گرمای بکار رفته در تحقیقات اخیر درباره تولید گرمای ناشی از اصطکاک در جوش اصطکاکی امتزاجی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. سپس از بین توابع تولید گرمای مختلف و روش های مدلسازی مختلف ارائه شده کامل ترین تابع گرمایی که پارامترهای موثر در تولید گرمای جوش اصطکاکی امتزاجی را پوشش می دهد، برای مدلسازی تولید گرما انتخاب شده و با بررسی ها و آزمایشات تجربی به عمل آمده، بهبود یافته است. از تابع گرمایی بدست آمده برای مدلسازی تولید گرما توسط اصطکاک در مدل المان محدود جوش اصطکاکی امتزاجی استفاده شده است. سپس جوش اصطکاکی امتزاجی در دو حالت مدل شده و مورد بررسی قرار گرفته است یکی جوشکاری اصطکاکی امتزاجی آلیاژهای غیر هنجنس آلومینیوم و دیگری جوش اصطکاکی امتزاجی مس به آلومینیوم. بررسی انجام شده روی توزیع تنش های پسماند آلیاژهای غیر همجنس حاکی از این است که در این نوع از جوشکاری اصطکاکی امتزاجی اختلاف تنش تسلیم نقش مهمی در توزیع تنش های پسماند بیشینه بازی می کند بطوری که آلیاژی که تنش تسلیم بیشتری دارد تنش پسماند بیشتری نیز در حین جوشکاری تجربه می کند. برای جوشکاری فلزات غیر همجنس مس و آلومینیوم، ابتدا جوشکاری بصورت تجربی انجام شده و اندازه گیری دما نیز در حین جوشکاری انجام شده است. نتایج دمایی(تغییرات دما در دو نقطه در مدت انجام جوش اصطکاکی امتزاجی)بدست آمده از روش المان محدود با نتایج تجربی بدست آمده مورد ارزیابی قرار گرفته است. بررسی های انجام شده حاکی از این است که گرمای اعمال شده در سمت فلز مس بیشتر بوده و فلز مس بیشینه دمای بیشتری را نسبت به آلومینیوم تجربه می کند. تنش های پسماند حاصل در راستای خط جوش نیز در سمت فلز مس که ضریب انبساط حرارتی کمتری نسبت به آلومینیوم دارد از نوع فشاری بوده وتنش های کششی ایجاد شده در فلز آلومینیوم نیز از حد معمول بیشتر است. نتایج حاکی از این است که ضریب انبساط حرارتی نقش بسیار زیادی در شکل گیری تنش های پسماند در جوش اصطکاکی امتزاجی فلزات غیر همجنس، بازی می کند. در نهایت اثر تغییر پارامترهای جوشکاری روی توزیع تنش های پسماند جوشی طولی مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج بدست آمده نشان میدهد که با افزایش سرعت پیشروی تنش های پسماند طولی بیشینه کاهش یافته و با افزایش سرعت دوران ابزار تنش های پسماند طولی بیشینه افزایش میابد.