توسعه و اصلاح مدل حرارتي فرايند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي با پين خارج از مركز

جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي (FSW) يكي از روش‌هاي جوشكاري حالت جامد مي‌باشد. يكي از عوامل تاثيرگذار در خواص مكانيكي و متالوژيكي اتصال نهايي، هندسه ابزار مي‌باشد كه با طراحي صحيح آن مي‌توان در نهايت به اتصالي با كيفيت بهينه دست يافت. از جمله اصلاحات و موارد مناسب جهت بهبود خواص مكانيكي اتصال نهايي، خارج از مركز نمودن پين ابزار نسبت به شانه ابزار است. خارج از مركز نمودن پين موجب خواهد شد كه حرارت ايجاد شده در ناحيه بزرگ‌تري توزيع ‌يابد و حجم ماده تغيير شكل يافته توسط پين ابزار افزايش ‌يابد. در پژوهش حاضر با استفاده از روابط تحليلي به توسعه مدلي حرارتي براي ابزار با پين خارج از مركز پرداخته شده است، مدل اصلاح شده تابعي از ضريب اصطكاك و تنش تسليم وابسته به دما مي‌باشد و در آن تاثير پارامترهاي هندسي ابزار بر ميزان حرارت توليدي در فرايند مورد نظر قرار گرفته است. پس از توسعه روابط، جهت صحه‌سنجي مدل از شبيه‌سازي سه بعدي به واسطه پكيج اجزاء محدودABAQUS و كدنويسي شار حرارتي به زبان فرترن در قالب دو سابروتين USDFLD وDFLUX استفاده شده است و نتايج توزيع دما از مدل توسعه داده شده با نتايج تجربي و تحليلي مدل‌هاي پيشين مورد مقايسه قرار گرفته است. بر اساس نتايج بدست آمده مدل حرارتي توسعه داده شده با دقت بالايي قادر به پيش‌بيني توزيع حرارت و دماي ماكزيمم در فرايند FSW با ابزار داراي پين خارج از مركز مي‌باشد.