مطالعه تجربی فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه‌ای با شانه ثابت ورق آلومینیوم غیرآلیاژی

Abstract

در فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی از یک ابزار غیرمصرفی دوار که شامل پین و شانه است، استفاده می شود. اصطکاک بین ابزار و قطعه کار باعث ایجاد اغتشاش، تغییر شکل پلاستیکی و در نتیجه اتصال قطعات می‌شود. مشکل این نوع جوشکاری باقی‌ماندن اثر ابزار بر روی قطعه کار است که علاوه بر مخدوش کردن ظاهر قطعه، منجر به نازک شدن ورق بالایی می شود. در این پژوهش به‌منظور کاهش این اثر، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای با شانه ثابت برای اتصال ورق‌هایی از جنس آلومینیوم غیرآلیاژی انجام شد. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر عمق نفوذ با دو سطح 3 و 3.5 میلی متر، سرعت دورانی با دو سطح ۱۰۰۰ و ۲۰۰۰ دور بر دقیقه و قطر شانه با دو سطح ۲۰ و ۲۴ میلی متر، بر میکروسختی، استحکام شکست، ریزساختار و کیفیت ظاهری اتصال به‌دست‌آمده می باشد. سرعت پیشروی و زمان نگهداری ثابت و به ترتیب ۲۰ میلی متر بر دقیقه و ۱۰ ثانیه در نظر گرفته شد. بهینه یابی در سه حالت بر اساس بیشترین نیروی شکست، بیشترین سختی و ترکیبی از بیشترین نیروی شکست و سختی انجام شد. در حالت اول بیشترین نیروی شکست معادل 51/1389 نیوتن با سرعت دورانی ۲۰۰۰ دور بر دقیقه، عمق نفوذ ۳ میلی متر و قطر شانه ۲۴ میلی متر به دست آمد. در حالت دوم بیشترین سختی به میزان میانگین 33/91 ویکرز با سرعت دورانی ۱۰۰۰ دور در دقیقه، عمق نفوذ 5/3 میلی متر و قطر شانه ۲۰ میلی متر به دست آمد. در حالت سوم بیشترین نیروی شکست و بیشترین میانگین سختی به ترتیب 51/1389 نیوتن و 66/85 ویکرز به دست آمد.