بررسی تجربی و عددی شکل‌پذیری ورق آلیاژی آلومینیوم 5083 اتصال‌داده‌شده با جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در فرایند شکل‌دهی تدریجی تک نقطه‌ای

در این مقاله شکل‌دهی تدریجی تک نقطه‌ای (spif) ورق‌های آلیاژی‌ آلومینیوم 5083 که با فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (fsw) اتصال داده ‌شده‌اند به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. ورق‌‌ها با ضخامت 2 میلی‌متر با سرعت‌ دورانی و پیشروی یکسان جوشکاری شده است. برای بررسی اثر جوشکاری fsw بر شکل پذیری در فرایند spif، ورق‌های یکپارچه و ورق‌های fsw شده به‌صورت مخروطی شکل‌دهی شده و حداکثر زاویه دیواره برای هر دو حالت تعیین شده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که حداکثر زاویه شکل‌دهی برای ورق fsw شده آلیاژ 5083 با ورق یکپارچه تفاوت زیادی ندارد و جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی تاثیر منفی بر شکل‌پذیری ورق ندارد. برای بررسی اثر فرایند spif و fsw بر خواص مکانیکی و میکروساختاری ورق آلومینیوم 5083 اثر این دو فرایند بر میکروسختی و اندازه دانه ها تحلیل شده است. در ادامه، فرایند شکل‌دهی تدریجی ورق یکپارچه و ورق fsw شده با نرم‌افزار المان محدود آباکوس مدل‌سازی شده است. پس از صحه‌گذاری شبیه سازی، تاثیر فرایند fsw بر توزیع ضخامت و توزیع کرنش در فرایند شکل‌دهی تدریجی بررسی شده است. نتایج نشان دهنده توزیع ضخامت یکنواخت، توزیع کرنش اصلی یکنواخت و توزیع کرنش فرعی غیریکنواخت در شکل‌دهی نمونه fsw شده است.

Experimental and numerical investigation of the formability of friction stir welded 5083 aluminum alloy sheets in single point incremental forming process

In this paper, the single point incremental forming (SPIF) of friction stir welded (FSWed) 5083 aluminum alloy sheets are investigated experimentally and numerically. The aluminum sheets with 2mm thickness are friction stir welded with the same FSW parameters. In order to obtain the effect of FSW on the formability of SPIF, the base sheets and FSWed sheets are formed to conical shapes with different forming angles and then the limiting wall angles are determined for each condition. The experimental results indicate that the limiting forming angle of FSWed sheet is not so much different than the base sheet and FSW does not have a negative effect on the sheet metal formability in SPIF. To study the effect of SPIF and FSW in mechanical and microstructural properties of the formed parts, the effects of these process on the grain size and microhardness is investigated. Furthermore, the incremental forming is numerically simulated using the ABAQUS software and the sheet thickness distribution, obtained from the simulation, is compared with the experimental results. After verification of the numerical simulation model, the effect of FSW on the thickness distribution and strain distribution in SPIF is studied. The results indicate that in weld region and base metal region, the distributions of thickness and major strain are uniform while the distribution of minor strain is nonuniform.