مطالعه عددی و تجربی از بررسی تحولات ریزساختاری و مکانیکی در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی غیر هم‌جنس آلیاژهای آلومینیوم aa5083-o و aa6061-t6

در تحقیق حاضر، از یک مدل صلب ویسکوپلاستیک اجزاء محدود بر مبنای روش لاگرانژی و المان‌بندی مجدد برای شبیه‌سازی غیر هم‌جنس جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژهای آلومینیوم aa5083-o و aa6061-t6 استفاده شد. سپس، از ترکیب روش‌های اتوماتای سلولی (ca) و لاسرااویی جوناس (lj) برای بررسی تحولات ریزساختاریِ مواد با توجه به شرایط ترمومکانیکی موجود در فرایند استفاده شد. در ادامه، از روش ردیابی نقطه‌ای برای بررسی الگوی جریان ماده پیرامون ابزار استفاده و نتایج با شرایط تجربی مقایسه شد که کشیدگی و حرکت مواد به سوی بخش بالایی قسمت پیشرو اتصال در اثر اغتشاش و هم‌زنی مواد مشاهده شد. بررسی تحولات ریزساختاری نشان داد که با افزایش عامل زنرهولمان (z)، اندازه دانه کاهش می‌یابد و موجب تغییر در سختی و استحکام آلیاژهای مورد استفاده می‌شود. همچنین در آزمون مکانیکی، کاهش استحکام در بخش پیشرو اتصال موجب شد تا نمونه‌ها از همین قسمت دچار شکست مکانیکی در آزمون کشش شوند. ضمن مطالعه مشخص شد، سرعت دورانی اثر چندان زیادی بر سختی و استحکام ندارد و مکان شکست اتصالات در آزمون کشش بر نواحی با سختی کمتر منطبق است.

numerical and experimental study of microstructural and mechanical evolutions in dissimilar friction stir welding of aa5083-o and aa6061-t6 aluminum alloys

in the present study, a rigid viscoplastic finite element model based on lagrangian and remeshing methods was developed to simulate the dissimilar friction stir welding of aa5083-o and aa6061-t6 aluminum alloys. then, a combination of cellular automata (ca) and laasraoui jonas (lj) methods was used to investigate the microstructural evolutions of materials with regard to the thermo-mechanical conditions engaged in the process. moreover, the point tracking method was used to evaluate the flow pattern of the material around the tool and the results were compared with experiment which the elongation and movement of the material towards the upper part of the advancing side was observed for the stirring and mixing of the material. by studying the dynamic recrystallization in the simulation, the simultaneous effect of temperature and severe plastic deformation on grain refining was investigated. the results of microstructural changes showed that with increasing zener-hollomon (z) parameter, grain size decreases and changes the hardness and strength of the alloys used. also in the mechanical test, the decrease in strength at the advancing side caused the samples become fractured from this side in the tensile test.