31856

طراحي مقاوم فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي براي اتصال پليمر و آلومينيوم

دكتري

مهندسي صنايع

1396

07/07/1403

دكترمحمد رضا محمد عليها

دكتر سيد جعفر سجادي

مهندسي صنايع

چكيده اتصلات قطعات مختلف به همديگر از ابتداي زندگي بشر بسيار مهم بوده كه از طريق آن صنايع قابليت اتصال بخش¬هاي مختلف يك قطعه را به يكديگر داشته باشند و قطعه¬اي يكپارچه تهيه كنند. روش¬هاي اتصال مواد سبك غير هم جنس به ويژه مواد پليمري، فلزات و آلياژها در توليد سازه¬ها و قطعات تركيبي به شدت در حال افزايش مي¬باشد. تحقيق حاضر با هدف اصلي طراحي مقاوم فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي براي اتصال پليمر و آلومينيوم صورت پذيرفت. در اين تحقيق از روش تاگوچي بهره گرفته شد و با تغيير پارامترهاي مهمي چون سرعت دوراني و سرعت خطي و در نظر گرفتن تاثير نسبت اين دو در كنار هم، نمونه¬هاي حاصل شده را از نظر عيوب داخلي حاصله از فرآيند اغتشاشي اصطكاكي، توسط تست¬هاي غيرمخرب بررسي كرده و نمونه¬هاي تاييد شده، تحت بررسي¬هاي ميكرو ساختاري (ميكروسكوپ نوري، SEM XRD ) قرار گرفته و پس از آن با تهيه نمونه¬هاي عرضي و طولي نسبت به راستاي فرآيند، تست¬هاي مكانيكي شامل كشش انجام شد. نتايج S/N نشان داد كه بهينه ترين حالت سرعت اسپيندل 1400 r/min و سرعت جوشكاري 45 mm/min وجوشكاري ترميمي برروي نمونه چسب اپوكسي بود. همچنين نتايج تجزيه تحليل SEM نشان داد كه در جوشكاري اغتشاشي اصطكاكي معمولي، عيوب سوراخ¬هاي طولاني تري وجود دارد و با افزايش قطر شانه در حين جوشكاري ترميمي، عيوب به تدريج كاهش مي¬يابد. در تست ترميمي جوشكاري، عيوب ناپديد شده¬اند، كه نه تنها كيفيت جوش را بهبود مي¬بخشد، بلكه ثبات هندسه داخلي مواد جوش را تضمين مي¬كند. واژه‌هاي كليدي: جوشكاري اصطكاكي، پليمر، آلومينيوم، روش تاگوچي.

1403/10/18

Robust Design of Friction Stir Welding Process for Joining Polymer and Aluminum

9/28/2025 12:00:00 AM

Abstract: The link between various components to one another has been pivotal since the beginning of human life, enabling industries to join several parts of a component to make over an integrated part. Methods for joining lightweight, dissimilar materials, particularly polymers, metals, and alloys, are rapidly spreading out in the production of composite structures and components. This study designed a robust process for friction stir welding (FSW) to connect polymers and aluminum. The research used the Taguchi method, and by varying critical parameters such as rotational speed and traverse speed, and considering the effect of their ratio, the resulting samples were examined for internal shortcoming caused by the FSW process through non-destructive testing. The validated samples underwent microstructural analyses (optical microscopy, SEM, XRD), and mechanical tests, including tensile tests, were conducted on cross-sectional and longitudinal samples relative to the process direction. S/N results indicated that the optimal spindle speed was 1400 r/min, the welding speed was 45 mm/min, and the optimal improvement welding was practical to epoxy adhesive samples. SEM analysis further revealed that in conventional friction stir welding, longer defects such as voids were present. Nevertheless, increasing the shoulder diameter during repair welding gradually reduced these defects. In repair welding tests, the defects disappeared, which not only improved weld quality but also ensured the stability of the internal geometry of the weld material. Keywords: Friction stir welding, polymer, aluminum, Taguchi method

جوشكاري اصطكاكي , پليمر , آلومينيوم , روش تاگوچي

Friction stir welding , polymer , aluminum , Taguchi method

Saeed ahmadpour kasgarey

Dr. Mohammad Reza Mohammad Aliha