Relationship between parameters of the FSP process and torque acting on a tool

The effect of rotational and travelling speeds and down force on the torque in Friction Stir Processing (FSP) process is presented. The relationship between rotational speed and torque was modelled by an exponential function. The dependence of the travelling speed and down force affecting the torque was successfully approximated by linear functions. To find a dependence combining the spindle torque acting on the tool with the rotational speed, travelling speed and down force the artificial neural networks was applied. Studies have shown that the increase of rotational speed causes the decrease of torque while the increase in the travelling speed and down force causes the increase of the torque at the same time. Tests were conducted on casting aluminium alloy AlSi9Mg. Application of FSP process resulted in a decrease of the porosity in the modified material and refined microstructure.

W pracy przedstawiono wpływ prędkości obrotowej i przesuwu oraz siły docisku na moment obrotowy w procesie modyfikowania warstw wierzchnich metodą tarcia (Friction Stir Processing – FSP). Przyjęto, że zależność pomiędzy prędkością obrotową i momentem obrotowym jest funkcją ekspotencjalną. Natomiast dla wyznaczenia zależności pomiędzy prędkością przesuwu i siłą docisku użyto funkcji liniowej. Metodą sieci neuronowych ustalono zależność wartości parametrów technologicznych i momentu obrotowego narzędzia. Analiza wyników badań wykazała, że zwiększenie prędkości obrotowej powoduje zmniejszenie momentu, natomiast wzrost prędkości przesuwu i siły docisku wzrost momentu obrotowego. W badaniach stosowano odlewniczy stop aluminium AlSi9Mg. Stosowany proces FSP spowodował zmniejszenie porowatości w modyfikowanej warstwie wierzchniej stopu oraz rozdrobnienie jego ziaren.