جوشکاری اصطکاکی دوار
تحقیق، دما، پارامترها در فرایند جوشکاری اصطکاکی دوار

الزامات کیفیت مفاصل جوش شده بستگی به شکل کاربرد دارد، به عنوان مثال در فضا یا صنعت پرواز خطاهای جوش مجاز نیستند. علم سعی می‌کند جوش با کیفیت خوب به دست آورد، همچنین برخی از افراد در سال‌های متعدد به دانش جوش علاقه‌مند شده‌اند، بنابراین بسیاری از مقالات علمی در توصیف روش‌های پیوستن وجود دارد. آن‌ها آزمایش‌های قالبی انجام می‌شود که دانشی در مورد خواص مکانیکی مواد در منطقه جوش به عنوان مثال آزمایش‌های سختیمی‌دهد و آزمایش‌های کششی انجام می‌شود. بر اساس آزمایش‌های کششی منحنی کشش ایجاد می‌شود که می‌تواند به‌طور مستقیم دانش در مورد قدرت کشش نهایی، قدرت شکستن، حداکثر کشیده شدن و کاهش در منطقه بدهد و از این اندازه‌گیری‌ها مدول یانگ، نسبت پواسون، قدرت عملکرد، و ویژگی‌های سخت‌کننده کرنش ایجاد می‌شود.
مقالات اغلب فقط حاوی داده‌های مربوط به آزمایش‌های کششی مانند:
استحکام تسلیم بر حسب مگاپاسکال
استحکام کششی نهایی بر حسب MPa
کشیدگی برحسب درصد
که یکاهای SI عبارتند از: K, kg, N, m, s و بعد Pa و این دانسته‌ها برای معرفی داده‌ها و خواص مواد و عدم انجام خطا در برنامه‌های شبیه‌سازی مورد نیاز است.
Info about material units for simulation. (click right show button to view)
{{{2}}}
مقالات پژوهشی همچنین اغلب حاوی اطلاعاتی در مورد:
ترکیب شیمیایی اجزای متصل
و پارامترهای فرایند گنجاندن واضح است مانند:
فشار اصطکاک (MPa)
زمان اصطکاک
سرعت جوشکاری (rpm)
فشار لهیدگی (MPa)
زمان لهیدگی
روش‌های متعددی برای تعیین کیفیت یک جوش وجود دارد و به عنوان مثال ریز ساختار جوش توسط میکروسکوپ نوریو میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار می‌گیرد.
روش اجزای محدود کامپیوتری (FEM) برای پیش‌بینی شکل فلاش و صفحه رابط، نه تنها برای جوشکاری اصطکاکی دوار (RFW), بلکه برای جوشکاری همزن اصطکاکی (FSW)و جوشکاری اصطکاکی خطی (LFW) و همچنین FRIEX نیز استفاده می‌شود.
علاوه بر آزمایش قالب، مناطق تحت تأثیر سر جوش نیز شرح داده شده‌است. آگاهی از حداکثر دماها در فرایند ولدینگ، تعریف تغییرات ساختاری منطقه را ممکن می‌کند. فرایند آنالیسی‌هایی هستند به عنوان مانند اندازه‌گیری دما نیز برای اهداف علمی انجام می‌شود مواد تحقیقاتی، مجلات، با استفاده از ترموکوپل‌های تماسی یا گاهی هیچ روش ترموگرافی تماسی. به عنوان مثال، یک ساختار دانه فوق‌العاده ریز از آلوی یا فلز که با تکنیک‌هایی مانند تغییر شکل پلاستیک شدید یا متالورژی پودر به دست می‌آید مطلوب است، و با دمای بالا تغییر نمی‌کند، یک منطقه آسیب دیده از گرمای بزرگ غیر ضروری است. دما ممکن است خواص مواد را کاهش دهد زیرا قیمت گذاری مجدد پویا رخ خواهد داد، شاید تغییراتی در اندازه دانه و ساختارهای دگرگونی فاز مواد welded وجود داشته باشد. در فولاد بین آستنیت، فریت، پرلیت، باینیت، سمنتیت ،مارتنسیت.
پارامترهای مختلف جوش تست می‌شوند. تنظیم پارامترهای کاملاً متفاوت می‌تواند جوش‌های مختلفی را به دست آورد، به عنوان مثال، تغییرات ساختاری عرض یکسانی نخواهد داشت. می‌توان یک منطقه تحت تأثیر حرارت کوچکتر (HAZ) و یک منطقه تحت تأثیر پلاستیک (PAZ) به دست آورد. عرض جوش کوچکتر است. نتایج برای مثال در جوش‌هایی که برای آژانس فضایی اروپا با گردش بالا (۱۴۰۰۰ دور در دقیقه) یا نمونه‌ای دیگر از دانشگاه فنی ورشو ۱۲۰۰۰ دور در دقیقه و بدون زمان اصطکاک بسیار کوتاه معمولی فقط ۶۰ میلی‌ثانیه است، یکسان نیست به جای استفاده از پارامترهای استاندارد، علاوه بر این، در این مورد، آلیاژ فوق ریزدانه جوش داده شد، اما برای این مثال، قطعه کار میله جوش داده شده تنها ۶ میلی‌متر قطر داشت، بنابراین جوشکاری اصطکاکی میله‌ای کوچک است دیگری نزدیک به این. نمونه‌هایی با زمان اصطکاک کوتاه فقط به عنوان مثال ۴۰ میلی‌ثانیه نیز در ادبیات وجود دارند، اما برای قطر کوچک. چرخش در ادبیات تحقیق برای قطرهای کوچک می‌تواند بیشتر از حد استاندارد باشد، حتی به عنوان مثال ۲۵۰۰۰ دور در دقیقه. متأسفانه قطر قطعه کار می‌تواند محدودیتی برای استفاده از سرعت چرخش بالا باشد.
نکته مهم برای درک این موضوع این است که: دانه ریز مواد فلزی جوش داده شده با توجه به رابطه‌هال پتچ باید قدرت بهتری داشته باشد و برای توصیف یکی از تکنیک‌های بدست آوردن این ماده، پرسی ویلیامز بریجمن در سال ۱۹۴۶ با اشاره به دستاوردهای مربوط به پیچش فشار بالا (HPT). برنده جایزه نوبل فیزیک شد با این حال، با پیچش فشار بالا تنها مواد با ضخامت کم به دست می‌آیند.
| 0 | 1 |
| --- | --- |
 رابطه‌هال - پچ .: منحنی تنش-کرنش معمولی یک فولاد کم کربن.
همچنین تحقیقاتی در مورد معرفی بین لایه‌ها وجود دارد. حتی اگر پیوستن مواد غیر مشابه است که اغلب دشوارتر است، به عنوان مثال لایه بین لایه نیکل توسط یک تکنیک رسوب الکتروداژ تجربی برای افزایش کیفیت اتصال توسط مؤسسه فلزات هند بررسی شده‌است، اما در این مورد ضخامت لایه میانی نیکل ۷۰میکرو متر بود و فقط میله‌های کوچک به قطر ۱۲ میلی‌متر جوش داده شد.
برخی از دانشمندان تحقیقات مواد را توصیف می‌کنند. گروه مواد شناخته شده بزرگ است شامل: سوپرآلیاژهای نیکل مبتنی بر نیکل مانند اینکونل، مواد دانه بسیار ریز مانند آلومینیوم دانه بسیار ریز، فولاد کم کربن فولاد بینیتی بسیار کم کربن (ULCBS). جوشکاری اصطکاکی برای اتصال بسیاری از مواد از جمله سوپرآلیاژها به عنوان مثال Inconel مبتنی بر نیکل استفاده می‌شود، دانشمندان اتصال مواد مختلف را توصیف می‌کنند و در اینترنت امکان یافتن مقالاتی در این مورد وجود دارد و همان بخشی از تحقیقات مربوط به اتصال مواد سوپرآلیاژ یا مواد با بهبود یافته‌است. خواص سوپرآلیاژهای پایه نیکل استحکام بسیار خوبی در دمای بالا دارند و مقاومت خوبی در برابر خوردگی و اکسیداسیون در دمای بالا دارند همچنین مقاومت در برابر خزش دارند. اما علاوه بر مزایای تحقیق بالا این نکته مطرح است که نیکل ماده رایج و ارزانی نیست.