7374

طراحي و ساخت ابزار فرايند اصطكاكي اغتشاشي

كارشناسي

مكانيك

1400

دكتر بهنام داودي

بهنام داودي

1400/07/06

مكانيك

Design and Manufacturing of Friction Stir Processing Tools

فرآوري اصطكاكي اغتشاشي يك فرآيند حالت جامد بوده و مصرف انرژي به نسبت كمي دارد و از روش جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي الگو گرفته است. در اين نوع جوشكاري هيچ حالت گدازي وجود ندارد و حرارت از اصطكاك بين قطعه كار و ابزار تامين مي‌شود كه معمولا اين دما پايين تر از دماي تبلور مجدد كامل فلزات تحت جوشكاري است و به همين سبب منطقه ي متاثر از حرارت باريكي دارد. اين فرآوري يك روش اصلاح خواص سطحي و همچينين كامپوريت سازي سطحي ميباشد. در اين نوع جوشكاري اكسيداسيون و معايب جوش كم است و داراي مشكلات كمتري از نظير ترك گرم و... مي‌باشد و نسبت به روش‌هاي جوشكاري ديگر در اتصال دو فلز غير همجنس، مفصل جوش داراي استحكام بالاتري نسبت به دو فلز پايه است و در بعضي از موارد همانند جوشكاري بين آلومينيوم و فولاد كه داراي سختي و چقرمگي بسيار متفاوت هستند تنها راه جوشكاري است. اين روش جوشكاري در صنايعي مانند پل سازي، راكتور‌هاي توليد انرژي، صنايع راه آهن، صنايع هوافضا، اتومبيل سازي و صنايع كشتي سازي، داراي مزيت‌هايي از جمله خواص مكانيكي بهتر، توليد آسانتر و هزينه‌هاي پايين تر مي‌باشد. اين نكات در مورد فرآوري اصطكاكي اغتشاشي نيز صادق مي‌باشند. براي توليد كامپوزيت سطحي لازم است كه پودر سراميكي تقويت كننده را بر روي نقاطي در ماتريس فلزي جايگذاري كرده و با يك ابزار چرخان غير مصرفي ذرات تقويت كننده را بر روي سطح ماتريس فلزي با عمق دلخواه نفوذ دهيم. نانو كامپوزيت‌هاي پايه آلومينيومي با تقويت كننده ي سراميكي داراي خواص برتر سطحي و مكانيكي از جمله سختي، مقاومت به سايش و استحكام بسيار بالاست و به دليل نسبت استحكام به وزن بالا در صنايع مختلف هوا و فضا داراي كاربرد گسترده‌اي مي‌باشند. ابزار چرخان غير مصرفي در تماس با ذرات سخت و خشن تقويت كننده شروع به سايش مي‌كنند. علاوه بر ملاحضات اقتصادي سايش ابزار، تركيب ذرات ساييده شده ابزار با اجزاي ماتريس فلزي سبب به وجود آمدن فازهاي بين فلزي مي‌شود كه معمولاً ناخوشايند مي‌باشند و خواص مكانيكي را تقليل مي‌دهند. پارامتر‌هاي مختلفي مي‌توانند در نرخ سايش و مقدار آن موثر واقع شوند از جمله سرعت دوران و پيشروي، هندسه ابزار، پوشش ابزار، جنس ابزار، جنس قطعه كار و ذرات تقويت كننده و ... كه ما در اين پژوهش مايل به ارائه تاثير پارامترهاي اصلي سرعت چرخش ابزار، سرعت پيشروي ابزار و تعداد پاس كاري و طراحي و ساخت ابزار مي‌باشيم. جنس ابزار و هندسه پين ابزار از عوامل مهم در روند فراوري اصطكاكي اغتشاشي مي¬باشد.

فرايند اصطكاكي اغتشاشي، ساخت، ابزار