Kinematyczny model formowania warstw w procesie FSP

• Autorzy: Górka A.

Warianty tytułu

EN

A kinematic model of layer formation in the FSP process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono kinematyczny model formowania warstwy wierzchniej w procesie FSP. W modelu tym skoncentrowano si´ na problematyce formowania warstwy z uwzględnieniem specyfiki inicjowanego pola cieplnego, kinetyki ruchu narzędzia i zmiennych w czasie trwania procesu naprężeń, pochodzących od zewnętrznych sił wymuszających proces. Wykorzystano aproksymacyjny opis powierzchniowego źródła ciepła jako funkcję ciągłą gęstości mocy. W założeniach modelu funkcja ta jest niezmienna w całym cyklu formowania warstwy, odpowiada stałymi warunkom cieplnym procesu. Jednoczenie siły wymuszające proces potraktowano jako niezmienniki procesu, a stany naprężeń powstające w formowanej warstwie jako zmienne zależne od kątowego przemieszczenia masy materiału w warstwie. Ze względu na skomplikowany ruch masy w procesie FSP w modelu tym nie uwzględnia się własności fizykochemicznych materiału bazy ani wpływu kształtu narzędzia na przebieg procesu. Wyznaczane zmienne naprężenia na poszczególnych poziomach formowanej warstwy odzwierciedlają główne kierunki przemieszczania materiału w warstwie. Jest to podstawowy cel opracowanego modelu. Model jest szczególnie przydatny na etapie wdrążania nowych sposobów prowadzenia procesu i optymalizacji kształtu narzędzia roboczego.

EN

The paper presents a simplified model of surface layer formation in the FSP process. The main focus was given to the theoretical aspect of layer formation process taking into account a specific character of thermal field being induced, the kinetics of tool motion as well as the stresses varying during the process, which result from external forces activated the process. The model bases on an approximate description of surface heat source being an continuous function of power density invariant during the process. Because of complex mass motion in the FSP process either physicochemical properties of base material or the influence of tool shape on the FSP process running was not considered in the model. Although, the proposed model does not pretend to precise multithreaded numerical descriptions but it is precise enough to be successfully used in preliminary tests concerning layers being formed in the FSP process. The aforesaid description is particularly useful at the stage of implementation new methods for conducting the process and optimizing the working tool shape.

Słowa kluczowe

PL

zgrzewanie tarciowe (FW); spawanie tarciowe z mieszaniem materiału (FSW); obróbka tarciowa z mieszaniem materiału (FSP); FSP model formowania warstwy wierzchniej

EN

friction welding (FW); friction stir welding (FSW); friction stir processing (FSP)

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 10
• Strony: 19--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Górka A.

• Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa,

Bibliografia

• 1. Kocańda D., Górka A.: Nowe technologie łączenia tarciowego metali. Biuletyn WAT nr 2, 2010, ss. 395 – 411.
• 2. Schmidt H. B., Hattel J. H.: Thermal modelling of friction stir welding. Scripta Materialia, Vol. 58, 2008, pp. 332 – 337.
• 3. Hattingh D. G., Blignault C., van Niekerk T. I., James M. N.: Characterization of the influences of FSW tool geometry on welding forces and weld tensile strength using an instrumented tool. Journal of Materials Processing Technology Vol. 203, 2008, pp.46 – 57.
• 4. Schmidt H., Hattel J., Wert J.: An analytical model for the heat generation in friction stir welding. Modelling and Simulation [in:] Materials Science and Engineering, No. 12, 2004, pp. 143 – 157.
• 5. Nandan R., Roy G. G., Debroy T.: Numerical Simulation of Three-Dimensional Heat Transfer and Plastic Flow During Friction Stir Welding. Metallurgical and Materials Transactions Vol. 37A, April 2006, pp.1247 – 1259.
• 6. Górka A., Kocańda D.: A Model of Temperature Field in a Friction Stir Processing. Trudy mieżdunarodnoj naucznotiechniczeskoj konfierencji , Kijew, 2010, ss. 578 – 585.
• 7. Kar A., Langlais M. D.: Optothermal effects of laser modes in laser materials processing. Optical and Quantum Electronics, Vol. 27,1995, pp. 1165 – 1180.
• 8. Kocańda D., Górka A., Zasada D.: Formation of a metal coating by means of friction stir processing. In ICAF 2011 Structural Integrity: Influence of Efficiency and Green Imperatives. Edit. J. Komorowski. Springer, New York, 2011, Proc. 26th ICAF Symposium, Montréal, Canada, 2011, pp.167 – 178).