Optimización paramétrica de la soldadura por fricción y agitación de muestras de AA6061-T6 utilizando el método de material asistido por agitación con donante de cobre
Autores: Al-Allaq, Aiman H.; Maniscalco, Joseph; Bhukya, Srinivasa Naik; Wu, Zhenhua; Elmustafa, Abdelmageed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Cobre
Soldadura por fricción
Optimización
Porcentaje de material donante
Parámetros del proceso
Aleaciones de aluminio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta una optimización de los parámetros del proceso para el efecto del porcentaje de material donante de cobre (Cu) en la soldadura por fricción (FSW) de la aleación AA6061-T6. Se realizaron extensos experimentos factoriales para determinar la importancia de la velocidad de rotación, la velocidad transversal (v), el coeficiente de fricción en la interfaz y el porcentaje de material donante de Cu en las zonas de inmersión, izquierda, derecha y aguas abajo. Se utilizó el software Design Expert 13 para identificar el número de experimentos de simulación que se llevarían a cabo utilizando el software de simulación Abaqus. A partir de Design Expert 13, que es un software de análisis de optimización multiobjetivo exhaustivo, pudimos identificar parámetros de soldadura ideales como una velocidad de rotación de 1222 rpm, una velocidad transversal de 1.1 mm/s, un coeficiente de fricción de 0.9 y un porcentaje de material donante del 19% para la zona de inmersión. Hallazgos significativos demuestran que aumentar el material donante de Cu reduce sustancialmente la temperatura de 502 grados C a 134 grados C cuando el contenido de Cu se incrementa del 0% al 50%. Este enfoque integrado de modelado y optimización proporciona un procedimiento práctico para identificar los mejores parámetros experimentales para el proceso y una nueva comprensión para guiar los avances en la FSW de alta calidad de aleaciones de aluminio. Este trabajo ofrece una metodología para optimizar los parámetros de FSW alineados con la física termomecánica multifacética.
Descripción
Este estudio presenta una optimización de los parámetros del proceso para el efecto del porcentaje de material donante de cobre (Cu) en la soldadura por fricción (FSW) de la aleación AA6061-T6. Se realizaron extensos experimentos factoriales para determinar la importancia de la velocidad de rotación, la velocidad transversal (v), el coeficiente de fricción en la interfaz y el porcentaje de material donante de Cu en las zonas de inmersión, izquierda, derecha y aguas abajo. Se utilizó el software Design Expert 13 para identificar el número de experimentos de simulación que se llevarían a cabo utilizando el software de simulación Abaqus. A partir de Design Expert 13, que es un software de análisis de optimización multiobjetivo exhaustivo, pudimos identificar parámetros de soldadura ideales como una velocidad de rotación de 1222 rpm, una velocidad transversal de 1.1 mm/s, un coeficiente de fricción de 0.9 y un porcentaje de material donante del 19% para la zona de inmersión. Hallazgos significativos demuestran que aumentar el material donante de Cu reduce sustancialmente la temperatura de 502 grados C a 134 grados C cuando el contenido de Cu se incrementa del 0% al 50%. Este enfoque integrado de modelado y optimización proporciona un procedimiento práctico para identificar los mejores parámetros experimentales para el proceso y una nueva comprensión para guiar los avances en la FSW de alta calidad de aleaciones de aluminio. Este trabajo ofrece una metodología para optimizar los parámetros de FSW alineados con la física termomecánica multifacética.