بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه‌ای برای دستیابی به بیش‌ترین نیروی شکست

Abstract

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه‌ای زیر مجموعه‌ای از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی خطی است که برای ایجاد اتصال نقطه‌ای در ورق‌های نازک با جنس‌های مختلف بدون ذوب فلز پایه مورد استفاده قرار گرفته است. طرح باکس‌- بنکن بر اساس روش رویه پاسخ، به منظور مدل‌سازی و بهینه‌سازی پارامترها در فرآیندهای مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از انجام این تحقیق، بررسی تاثیر جنس صفحه پشتیبان و بکارگیری طرح باکس‌- بنکن به منظور بررسی اتصالات ایجاد شده با روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه‌ای در ورق‌های آلیاژ آلومینیوم 7075-T6 جهت دستیابی به بیش‌ترین نیروی شکست و مطالعه حالت شکست در اتصالات است. بدین منظور سه پارامتر پیوسته (سرعت دورانی، عمق نفوذ و سرعت پیشروی عمودی ابزار) در سه سطح و یک پارامتر گسسته (جنس صفحه پشتیبان) در دو سطح تعریف شده‌اند. به منظور بررسی تاثیر جنس صفحه پشتیبان از آلیاژ آلومینیوم 7178 و آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V استفاده شد. محدوده پارامترهای پیوسته با استفاده از آزمایش‌های تجربی و نتایج تحقیقات سایر محققان تعیین شد. نتیجه آزمایش‌ها با استفاده از رابطه چند جمله‌ای مرتبه دوم پیش‌بینی شد. بر اساس نتایج حاصل از تحلیل آماری، میزان تاثیر پارامترهای فرآیند بر نیروی شکست اتصال به ترتیب عبارت است از: عمق نفوذ ابزار، جنس صفحه پشتیبان، سرعت پیشروی عمودی ابزار و سرعت دورانی ابزار. شکست از ناحیه اغتشاش (شکست برشی)، شکست از منطقه تو رفتگی شانه و شکست از ناحیه مجاور با تو رفتگی شانه پس از آزمایش کشش در اتصالات مشاهده شد. بیش‌ترین استحکام اتصال در حالت شکست از ناحیه مجاور با شانه ابزار بدست آمد.