마찰 교반 용접 시뮬레이션 튜토리얼 | 에프에스더블유 고급 레벨

1. 소개 | 마찰 교반 용접 시뮬레이션 튜토리얼

마찰 교반 용접은 복잡한 재료 흐름과 소성 변형을 수반합니다.용접 매개변수, 공구 형상 등은 재료 흐름 패턴, 열 분포 및 결국 재료의 구조적 진화에 중요한 영향을 미칩니다.일반적으로 마찰 교반 용접 공정의 변수는 공구 회전 속도, 공구 공급 속도, 공구가 공작물에 가하는 수직 압력, 공작물 두께, 공구 특성(치수, 기하학적 모양, 공구 재료 및 공구 표면 코팅 재료), 편차 각도(부품 표면의 수직선에 대한 공구 각도), 시트를 구속하는 방법 등입니다.마찰 교반 용접에서 공구의 회전 운동과 공작물과의 접촉 마찰로 인해 열이 발생하고 강도가 손실되며 핀 주위의 재료 연성이 증가하고 공구의 공급 운동으로 인해 재료가 공구 앞에서 뒤로 이동하여 결국 접합으로 이어집니다. 따라서 열은 이 공정에서 중요한 역할을 하며, 회전 속도, 공구 이송 속도, 공구 형상 등과 같은 매개변수는 유입 열량, 재료의 교란 및 유동 패턴, 미세 구조 변화, 그리고 최종 용접 품질 제어에 상당한 영향을 미칩니다. 구현된 대부분의 프로젝트에서 용접 머드와 용접 결함(용접 과충전 및 중첩, 용접 갭)은 가시적이고 예측 가능하지 않습니다. 그러나 이 마찰 교반 용접 시뮬레이션 튜토리얼에서는 이러한 사례들을 가시적으로 보여줍니다. 이 프로젝트는 참가자들이 FSW 공정을 정확하게 시뮬레이션하여 용접부의 전반적인 외관을 확인하는 방법에 대한 이해를 높이기 위해 설계되었습니다.

2. 아바쿠스 마찰교반용접(피디에프 파일)

이 Abaqus 마찰 교반 용접 프로젝트는 모든 관련 매개변수가 공정에 미치는 영향을 정확하게 예측할 수 있도록 FSW 공정을 시뮬레이션하는 방법을 보여줍니다. 공구 및 공작물의 온도, 응력 분포장, 재료 흐름 및 용접 외관, 공작물 폭 경로의 수직 응력 선도 등이 이 분석의 출력 결과입니다.

• 구현된 대부분의 프로젝트에서 용접 진흙과 용접 결함(용접 오버필 및 오버랩, 용접 갭)은 눈에 보이지 않고 예측할 수 없습니다. 그러나 이 시뮬레이션에서는 이러한 경우가 눈에 보입니다.
• 공구 및 작업물의 온도, 응력 분포장, 재료의 흐름 및 용접 모양, 작업물 폭 경로의 수직 응력 선도 등이 이 분석의 출력 결과입니다.
• 이 프로젝트는 용접의 모습을 확인하기 위해 FSW 공정을 정확하게 시뮬레이션하는 방법에 대한 참가자의 이해도를 높이기 위해 설계되었습니다.

그림 1: FSW 공정에서의 용접 일반 모습

2.1. 문제 설명

• 예제-1- 공극 영역을 고려한 FSW:

이 예에는 오일러 부분(두 개의 알루미늄 샘플과 공극 영역)과 라그랑주 도구가 포함됩니다.

그림 2: 예제 1의 오일러 부분과 라그랑지 도구의 기하학

• 예제-2- 공극 영역을 고려하지 않은 FSW:

이 예에는 오일러 도메인(두 개의 알루미늄 샘플)과 라그랑주 도구가 포함됩니다.

그림 3: 예제 2의 오일러 부분과 라그랑지 도구의 기하학