Title of article :
Thermal Analysis of Friction Stir Welding with a Complex Curved Welding Seam
Author/Authors :
Meyghani, B MOE Key Lab for Liquid-Solid Structure Evolution and Materials Processing - Institute of Materials Joining - Shandong University, Jingshi Road, Jinan, People's Republic of China , Awang, M.B Department of Mechanical Engineering - Faculty of Engineering - Universiti Teknologi PETRONAS, Bandar Seri Iskandar, Perak Darul Ridzuan, Malaysia , Wu, C.S MOE Key Lab for Liquid-Solid Structure Evolution and Materials Processing - Institute of Materials Joining - Shandong University, Jingshi Road, Jinan, People's Republic of China
Abstract :
Friction stir welding (FSW) can be defined as a green technology, because the consumption of energy during this process is less than other welding methods. In addition, during the process there is no gas, filler material or other consumables. It should be noted that, complex curved shapes are now commonly used in different industries in a bid to have lightweight structures. According to the above-mentioned descriptions, several investigations into the potential benefits of adopting Friction Stir Welding (FSW) in the production and joining different materials are being undertaken. The work presented in this paper is focused on thermal behavior of the curved FSW and its benefits for the green technology. Due to the robust nature of FSW process aluminum 6061-T6 alloy has been selected as the welding material. The results of the study showed that, the total peak temperature value of 300°C happened at time, t = 3 s at the plunge stage (outside of the welding seam). Meanwhile, at the dwell stage (between t = 3 s to t = 5 s), there is a stable situation in the amount of the generated heat from the plastic deformation as well as the contact shear stress at the tool-workpiece contact interfaces, thus the interfacial temperature is found to be stable. By the end of the dwelling step, the total generated heat is stable to the maximum value of 300°C. At the step time of t = 12.8 s, the temperature is distributed asymmetrically across the workpiece until the time step of 19.6 s which at this point the asymmetric contour expanded in the stir zone.
Farsi abstract :
جوشكاري اصطلاكي اغتشاشي ( FSW ) مي تواند به عنوان يك فناوري سبز تعريف شود ، زيرا مصرف انرژي در طي اين
فرايند كمتر از ساير روش هاي جوشكاري است. علاوه بر اين ، در طي فرايند ، هيچ گاز ، مواد پركننده يا ساير مواد مصرفي
وجود ندارد. لازم به ذكر است كه ، در حال حاضر براي داشتن ساختارهاي سبك وزن ، از اشكال منحني پيچيده پيچيده
معمولاً در صنايع مختلف استفاده مي شود. مطابق توضيحات فوق ، تحقيقات متعددي در مورد مزاياي احتمالي اتخاذ
جوشكاري اصطكاك ( FSW ) در توليد و پيوستن به مواد مختلف انجام مي شود. كار ارائه شده در اين مقاله بر رفتار حرارتي
FSW منحني و مزاياي آن براي فناوري سبز متمركز شده است. با توجه به ماهيت قوي فرآيند FSW ، آلياژ آلومينيوم
6061 - T6 به عنوان ماده جوش انتخاب شده است. نتايج مطالعه نشان داد كه ، مقدار دماي كل اوج 300 درجه سانتيگراد در
زمان ، t = 3 ثانيه در مرحله غوطه وري (خارج از درز جوش) اتفاق افتاده است. در همين حال ، در مرحله ساكن (بين t = 3 ثانيه تا t = 5 ثانيه) ، وضعيت پايداري در ميزان گرماي توليد شده از تغيير شكل پلاستيك و همچنين تنش برشي
مخاطب در رابط هاي تماس با قطعه ابزار وجود دارد ، بنابراين دماي سطحي پايدار است. با پايان مرحله سكونت ، كل
حرارت توليد شده تا حداكثر مقدار 300 درجه سانتيگراد پايدار است. در زمان مرحله t = 12.8 ثانيه ، درجه حرارت به
طور نامتقارن در قطعه كار تا مرحله زماني 19.6 ثانيه توزيع مي شود كه در اين مرحله كانتور نامتقارن در منطقه همزن
گسترش مي يابد.
Keywords :
Temperature , Curved FSW , Friction Stir Welding , Automotive Industry , Green Technology