تحليل تجربي تأثير نانوذرات تقويت كننده بر جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي نقطه اي آلومينيم

كارشناسي ارشد

در اين پايان¬نامه، با استفاده از يك روش پيشنهادي جديد، با هدف بهبود ويژگي¬هاي جوش، در محل جوش اصطكاكي اغتشاشي نقطه¬اي نانوذرات SiC اضافه شده است. ورق¬هاي جوش داده شده از جنس آلومينيم 6061-T6 به ضخامت 3ميلي¬متر و نانو ذرات تقويت¬كننده در ابعاد 45 تا 65 نانومتر هستند. با استفاده از روش تاگوچي طراحي آزمايش¬ها، آناليز حساسيت و بهينه¬سازي استحكام نهايي اتصال انجام شده است. در اين راستا مقدار نانوپودر، سرعت دوراني ابزار و زمان جوشكاري به عنوان متغير ورودي و استحكام نهايي اتصال به عنوان متغير خروجي در نظر گرفته شده است. در ادامه نمونه¬ي بهينه¬ي پيشنهادي روش تاگوچي ساخته شد و نتايج آن با نتايج پيش¬بيني شده توسط تاگوچي تأييد گشت. سپس با مطالعه بر روي چهار نمونه از نمونه هاي جدول آزمايش¬ها، تأثير اضافه نمودن نانوذرات تقويت-كننده¬ در استحكام نهايي، ريز سختي و اندازه¬ي دانه¬ها بررسي شد. نمونه¬هاي مورد بررسي شامل اين نمونه¬ها بود: بهترين و بدترين نمونه¬هاي جدول آزمايش¬ها، نمونه¬ي بهينه¬ي پيشنهادي تاگوچي و نمونه¬ي معادل آن كه بدون افزودن پودر ساخته شد. با بررسي رفتار نمونه ها هنگام تست كشش و با تحليل نمودار نيرو-جابجايي آن و همچنين مشاهده سطح شكست، مود شكست هر يك از نمونه¬هاي آزمايش شده تشخيص داده شد. با استفاده از تصاوير ميكروسكوپ نوري (OM) و ميكروسكوپ اسكن الكتروني (FESEM) ريزساختار مقطع جوش ارزيابي شد. اندازه¬ي دانه¬ها، وسعت ناحيه¬ي نانوكامپوزيتي و پراكندگي نانوذرات تقويت¬كننده در نمونه¬هاي مختلف بررسي شد كه نتايج به دست آمده ويژگي¬هاي مكانيكي اتصال را به خوبي توجيه كرد. با آناليز EDS نشان داده شد كه نانوذرات هنگام تبلور مجدد در مرزدانه¬ها تجمع مي¬كنند و مانع از رشد اندازه¬ي دانه¬ها مي¬شوند. استفاده از نانوپودر SiC در FSSW، استحكام نهايي اتصال و متوسط سختي در ناحيه¬ي SZ مقطع جوش را به ترتيب تا %25 و %24 افزايش داده است.

190252

دانشگاه علم و صنعت ايران

سازه و بدنه

دكتر ابوالفضل خلخالي