Studies related to the effect of friction stir welding on the mechanical properties and microstructure development in single side welding on aluminium alloy 5083

Abstract

Sudabilitatea şi rezistenţa la oboseală a structurilor sudate din aliaje de aluminiu, realizate prin sudare cu element activ rotitor reprezintă o caracteristică esențială pentru durata de viață a unei structuri. Analiza acestei sudabilități și predicția duratei de viață nu este reglementată în cadrul Eurocodului 9 decât pentru 2 procedee de sudare și pentru sudarea longitudinală. Obiectivul principal al acestei teze îl constituie realizarea unei analize referitoare la posibilitatea sudării în condiții cât mai bune a aliajului de aluminiu 5083, astfel încât construcțiile realizate să poată beneficia de o durată mai mare de funcționare în condițiile unor tensiuni interne de valoare cât mai redusă. Se prezintă aspecte importante cu privire la parametrii esenţiali care trebuie luaţi în considerare la sudarea materialelor feroase sau neferoase. Aceste aspecte sunt în directă relaţie cu durata de viaţă şi probabilitatea de avarie a unor elemente structurale realizate în construcţie sudată şi trebuie corelate cu metode corespunzătoare de inspecţie, pentru un control al calităţii cât mai eficient. A fost de asemenea analizată influența unghiului pe care pin-ul elementului activ rotitor îl poate avea asupra microstructurii îmbinării sudate şi s-a analizat energia de propagare a fisurii relativ la energia de iniţiere a procesului de fisurare. Simularea numerică a avut în vedere şi 2 tipuri de pin pentru sudarea FSW, fiind analizată distribuţia căldurii în pin şi în materialul de bază. Simulările au avut în vedere modele 3D utilizarea metodei eXtended Finite Element Method (XFEM) şi a funcţiilor Heaviside, corelat cu utilizarea funcţiilor lui Dirichlet pentru condiţiile de limită. Simularea a fost realizată utilizând un software de tip ABAQUS, în cadrul Universităţii Tehnice din Belgrad.