Przedstawiono wyniki analizy procesu zgrzewania tarciowego z przemieszaniem, wykorzystywanej do łączenia metalowych elementów struktur lotniczych. Skoncentrowano się na pierwszym etapie tej metody zgrzewania - fazie wgłębiania obracającego się narzędzia w materiały łączonych elementów, aż wieniec opory znajdzie się w kontakcie z górną powierzchnią elementu. Symulację numeryczną procesu za pomocą metody elementów skończonych wykonano z wykorzystaniem programu ADINA System v.8.8.0. Dla modelu termicznego wykorzystano współczynniki odpowiadające aluminium Al 6061-T6 jako materiału do budowy metalowych struktur nośnych płatowców. Problem rozpatrywano jako zagadnienie osiowosymetryczne. Wyznaczono rozkłady temperatury dla wybranych kroków czasowych, przyjmując stałą wartość współczynnika tarcia. Wykazano, że przyjmowanie stałej wartości współczynnika tarcia może prowadzić do niepewnych wyników, temperatury przekraczającej temperaturę topnienia zgrzewanego materiału. Analizowano także wpływ wybranych parametrów procesu (prędkość obrotowa narzędzia, wstępne nagrzewanie materiału) na generowanie ciepła tarcia w strefie kontaktu narzędzie - zgrzewany element. Wykazano istotny wpływ przyjmowanego modelu tarcia i wartości parametrów procesu na generowanie ciepła w modelowaniu procesu zgrzewania tarciowego z przemieszaniem. Jest to ważne, gdyż w fazie wgłębiania tworzone są wyjściowe warunki termomechaniczne dla dalszych etapów procesu i finalny efekt połączenia materiałów technologią FSW.
EN
The analysis of the Friction Stir Welding process (FSW), which can be used for joining metal parts of aircraft structures have been presented in this work. The presented results are focused on the first phase of this method of welding - phase of plunged the tool into material of the joined elements. In this phase, the rotating tool is plunged in the material until the tool's shoulder comes in contact with the upper surface of the element. Numerical simulation of the process using the finite element method was performed using the ADINA System v.8.8.0. For the thermal model coefficients corresponding to the aluminum alloy 6061-T6 as material for manufacturing of the airframe's metal structures. The problem was considered as an axisymmetric problem. Temperature distributions were determined for selected time steps, assuming constant coefficient of friction. It has been shown that taking a constant value of the coefficient of friction can lead to uncertain results, the temperatures exceeding the melting point of the welded material. Analyzed the influence of process parameters (tool rotation speed, pre-heating of the material) to generate frictional heat in the contact zone tool - welding element. The results show how important implications for modeling of heat generation in friction stir welding process has assumed friction model and parameter values of the process. This is important because in phase of plunging the conditions are created for the further phases of thermo-mechanical process.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.