Асимметрия температурных полей при сварке трением с перемешиванием

Аннотация

В процессе сварки трением с перемешиванием температурные поля в зоне соединения и их распределение существенным образом влияют на процессы массопереноса и фазовые превращения. В данной работе представлены результаты анализа выявленной асимметрии распределения температур в области их максимальных значений в пластине из алюминиевого сплава АМг3 при обработке его инструментами разных диаметров. Для этих расчетов разработана программа в пакете Mathlab, в которой использованы экспериментальные данные по тепловыделениям при линейной сварке трением с перемешиванием при разных скоростях вращения и перемещения инструмента различных диаметров. Результаты расчетов приведены в виде полей изотерм на поверхности пластины из алюминиевого сплава АМг3 толщиной 4 мм для инструментов диаметрами 10, 14 и 20 мм и следующих режимов: скорости его вращения 40-100 рад/с, скорости сварки – 0,42-67 мм/с. Параметры асимметрии изотерм характеризуются удалением зоны максимальных температур от оси вращения инструмента и смещением ее от линии сварки; эти параметры выражаются в процентах от величины радиуса инструмента. Основной результат проведенных расчетов: с увеличением скорости вращения инструмента максимальные температуры удаляются от его оси, то есть находятся практически на внешнем диаметре инструмента, при этом смещение максимальных температур от линии сварки значительно уменьшается. С увеличением скорости сварки удаление от оси вращения и смещение от линии сварки практически не изменяются. С уменьшением диаметра инструмента максимальные температуры приближаются к оси вращения и удаляются от линии сварки.