شبیه‌سازی المان محدود و صحت‌سنجی تجربی رفتار نرم‌شوندگی منطقه متاثر از حرارت آلیاژ آلومینیوم 7075 در جوش الکترود تنگستن

خواص منحصربه‌فرد آلیاژهای سری 7000 آلومینیوم  نظیر استحکام بالا، چگالی کم، شکل‌پذیری خوب و مقاومت به خوردگی تنشی باعث شده است که در صنایع هوایی، خودروسازی و کشتی‌سازی موردتوجه قرار گیرند. در این پژوهش ابتدا با استفاده از یک مدل اجزای محدود سه‌بعدی در نرم‌افزار انسیس، انتقال حرارت حین جوشکاری الکترود تنگستن یک ورق آلومینیومی از جنس 7075 با ضخامت 5 میلی‌متر مورد بررسی قرار گرفت و نتایج مدل با آزمایش‌های تجربی، صحه‌گذاری گردید و سپس افت سختی در منطقه متاثر از حرارت قطعه آلومینیومی با دقت بالا پیشبینی شد. برای بررسی تاثیر جوشکاری بر میزان افت سختی در منطقه متاثر از حرارت، نمونه‌های جوش داده شده مورد آزمایش میکرو سختی‌سنجی قرار گرفتند. با استفاده از نتایج مدل اجزاء محدود سینتیک فراپیری در نمونه‌های مختلف بررسی شد. نتایج بررسی‌ها نشان داد که مکانیزم‌های استحکام‌دهی این آلیاژ پیرسختی و کارسختی ناشی از نورد است. اینجا از پیرسازی طبیعی استفاده شد که نتیجه آن بازیابی سختی آلیاژ تا حدود 97 درصد سختی اولیه آلیاژ بود. به نظر می‌رسد که جوشکاری تاثیر پیری را از بین برده اما تاثیر چندانی روی کار‌سختی نداشته است. همچنین افت سختی در منطقه آنیل محلولی شده با عملیات حرارتی مناسب قابل‌جبران است، ولی در منطقه فراپیر شده قابل بازگردانی نیست.

finite element simulation and experimental verification of haz softening during welding of aluminum alloy 7075

the one-of-a-kind properties of series 7xxx aluminum alloys such as high strength, relatively low density, good formability, and good resistance to stress corrosion cracking have made this class of materials a good choice for aerospace, automobile, and marine industries. watertight, low weight, and fast procedure are the reasons why welding is used in many industries. the heat that welding produces causes many problems like softening in the heat-affected zone. in this research with the use of a 3-d finite element model, the heat transfer of the al-7075-t6 is investigated and verified by comparing them with the experimental model, and the reduction of hardness in the heat-affected zone of the aluminum was predicted with good precision. in the next step, the softening of haz due to welding was measured with microhardness. with the use of the fem model kinetic of over-aging was measured. the results show hardness of the alloy has two sources i.e., age-hardening and work-hardening. it seems welding eliminates the effects of age-hardening but has no effect on the hardness that comes from work hardening. also, the decrease in the hardness of the solution-annealed area can be recovered through proper heat treatment. however, it is unrecoverable in the over-aged area.