سیلان ماده و شرایط ترمومکانیکی حین جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی پلیمر : مروری بر منابع، نتایج آزمایشگاهی و تحلیل‌های تجربی

Material flow and thermo-mechanical conditions during Friction Stir Welding of polymers: Literature review, experimental results and empirical analysis

چکیده

در حالی که شرایط ترمومکانیکی حین جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) فلزات موضوع تحلیل‌های بسیاری بوده و در منابع بحث شده است، اما در مورد FSW پلیمرها، اطلاعات مربوطه هنوز بسیار کمیاب است. در این تحقیق، تحلیل سیلان ماده و پدیده ترمودینامیکی اتفاق افتاده حین جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی پلیمر انجام گرفته است. تحلیل‌ها بر مبنای مرور بر منابع و مشاهده جوش‌های اصطکاکی اغتشاشی بوده که تحت شرایط مختلف FSW بر پلی‌متیل متاکریلات (PMMA) به دست آمده است. به خاطر شفافیت بالای این پلیمر، می‌توان به آسانی تغییرات مورفولوژیکی که توسط فرآیند جوشکاری ایجاد شده است را تحلیل کرد.

نتایج تحلیل‌های مورفولوژیکی جوش از میدان‌های تنش پسماند در نواحی مختلف جوش و اندازه‌گیری دما حین جوشکاری نشان داده شده و ارتباط آن با شرایط جوشکاری مورد بحث قرار گرفته است. از مطالعه انجام شده می‌توان این گونه نتیجه گرفت که به خاطر مشخصات رئولوژیکی و فیزیکی پلیمرها، شرایط ترمودینامیکی حین FSW با موارد متناظر ثبت شده حین جوشکاری فلزات بسیار متفاوت بوده و این موضوع به مکانیسم کاملاً متفاوت سیلان ماده و مورفولوژی‌های متفاوت عیوب جوش منجر می‌گردد.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Meanwhile the thermo-mechanical conditions during Friction Stir Welding (FSW) of metals have already been subject of extensive analysis and thoroughly discussed in literature, in which concerns the FSW of polymers, the information regarding this subject is still very scarce. In this work, an analysis of the material flow and thermo-mechanical phenomena taking place during FSW of polymers is performed. The analysis is based on a literature review and on the examination of friction stir welds, produced under varied FSW conditions, on polymethyl methacrylate (PMMA).

Due to the high transparency of this polymer, it was possible to analyse easily the morphological changes induced by the welding process on it. Results of the weld morphologic analysis, of the residual stress fields in the different weld zones and of temperature measurements during welding are shown, and its relation with welding conditions is discussed. From the study it was possible to conclude that, due to the polymers rheological and physical properties, the thermo-mechanical conditions during FSW are very different from that registered during welding of metals, leading to completely different material flow mechanisms and weld defect morphologies.