MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH HÀN MA SÁT QUAY CỦA HỢP KIM TITAN

Tóm tắt

Hợp kim titan (Ti-6Al-4V) là vât liệu nhẹ, có độ bền cao được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ hang không va vũ trụ. Mặt khác, hợp kim titan cũng là loại vât liệu rât quan trọng trong các lĩnh vực công nghệ chế tạo khác như công nghiệp ô tô và thiết bị dùng trong lĩnh vực y khoa. Nhằm mục đích mở rộng phạm vi ứng dụng của hợp kim titan trong các ngành kỹ thuât, các phương pháp hàn hợp kim titan được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm, đặc biệt là hàn hợp kim titan với các kim loại khác. Trong số đó, han ma sát quay có sức hâp dẫn lớn vì tốn ít năng lượng và cho năng suât cao. 2 chi tiết hợp kim titan hình trụ có thể hàn với nhau nhờ sự sinh nhiệt do ma sát khi một chi tiết được giữ cố định trong khi chi tiết còn lại quay quanh trục đồng thời ép chặt vào chi tiết kia. Quá trình này được xem là hàn ở trạng thái rắn, vì nhiệt độ trong quá trình hàn thâp hơn điểm nóng chảy của vât liệu. Trong quá trình hàn ma sát quay, nhiệt độ, ứng suât, biến dạng thay đổi phụ thuộc các thông số của quá trình, sự hiểu biết mối liên hệ đó sẽ giúp xác định các thông số tối ưu của quá trình và là con đường để nâng cao chât lượng thiết kế và chế tạo các sản phẩm từ hàn ma sát quay. Bài báo này phân tích sự phân bố nhiệt, phân bố ứng suât, biến dạng và ảnh hưởng của các thông số quá trình hàn ma sát quay hợp kim titan bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Mô hình phần tử hữu hạn được xây dựng dựa trên phần mềm thương mại Abaqus/Standard. Mô phỏng số được xác lâp để phân tích quá trình truyền nhiệt trong các chi tiết hàn, sự phân bố ứng suât và biến dạng lam cơ sở xác định thông số tối ưu của quá trình hàn.

Từ khóa: Hàn ma sát quay, hợp kim titan, mô phỏng số, Abaqus/standard, truyền nhiệt