مطالعه تجربی ساخت ساندویچ فلزی دوجنسی با هسته فوم آلومینیومی و رویه مسی با استفاده از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 دانشیار مهندسی مکانیک/دانشگاه بیرجند

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز ، ایران

چکیده

ساندویچ‌های فوم فلزی دسته‌ای از مواد فوق سبک هستند که از یک هسته متخلخل فلزی و دو صفحه فلزی بیرونی ساخته می‌شوند. نسبت استحکام به چگالی و ظرفیت جذب انرژی بالا، مقاومت در برابر حرارت و قابلیت بازیافت سریع و ارزان، کاربرد این مواد را در بسیاری از صنایع از جمله خودروسازی، هوافضا، نفت و انرژی و ساختمان، ایده‌‌آل کرده است. با توجه به مزیت‌های جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، اتصال صفحات این پنل‌ها از طریق این نوع جوشکاری می‎تواند به‌خصوص در مواردی که نیاز به اتصال آلیاژهای غیرهمجنس وجود دارد، به کار گرفته شود. در این پژوهش، امکان‌سنجی تولید ساندویچ فلزی با هسته فوم آلومینیوم و دو لایه ورق مسی در دو طرف آن با استفاده از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مورد مطالعه قرار گرفت. پارامترهای مورد مطالعه، سرعت دورانی ابزار در مقادیر 2000، 2500 و 3000 دور بر دقیقه و همچنین زاویه انحراف ابزار در مقادیر 5 و 7 درجه انتخاب شد. مقاطع جوش به منظور ارزیابی کیفیت جوش مورد مطالعه قرار گرفت که بیانگر موفقیت روش مورد استفاده در تولید ساندویچ فلزی است. به منظور ارزیابی استحکام اتصالات از آزمون‌ کشش استفاده شد. نتایج بیانگر این است که تأثیر سرعت دورانی بر استحکام جوش بسیار بیشتر از زاویه انحراف ابزار می‌باشد و با استحکام کششی نسبت معکوس دارد. بیشترین استحکام کششی مربوط به نمونه جوشکاری شده با سرعت دورانی ابزار 2000 دور بر دقیقه و زاویه انحراف ابزار 5 درجه با مقدار18.8 مگاپاسکال است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study on manufacturing of bi-metal sandwiches with aluminum foam core and copper layers using friction stir welding

نویسندگان [English]

  • Mohsen Dorudgar 1
  • S. M. Hossein Seyedkashi 2
  • Moosa Sajed 3
1 Mechanical Engineering Department, University of Birjand, Birjand, Iran.
2 Associate Prof. of Mechanical Engineering/University of Birjand
3 Department of Mechanical Engineering, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Metal sandwiches are a new class of ultra-lightweight materials made from a porous metal core and two outer metal plates. High strength and high energy absorption capacity, resistance to heat, and also fast and inexpensive recyclability make these materials ideal for use in many industries including automotive, aerospace, oil, energy and construction industries. Considering the advantages of friction stir welding, the connection of these plates using this welding technology can be used industries for welding of bimetal sandwiches. In this research, feasibility of using frictional stir welding to prepare metal sandwiches with a core of aluminum foams and copper covers was investigated. The investigated parameters were tool rotational speed, in three levels of 2000, 2500 and 3000 rpm, and tilt angle in two levels of 5 and 7 degree. The cross-sections of the joints were investigated for weld quality which confirmed a successful joining. Tensile tests were carried out to evaluate the joint strength. It was concluded that the effect of tool rotational speed on the weld strength is much higher than the effect of tilt angle and has a reverse relation with tensile strength. The best strength which was 18.8 MPa was obtained with a tool rotational speed of 2000 rpm and a tilt angle of 5 degree.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Friction Stir Welding
  • Bi-Metal Sandwich
  • Aluminum foam
  • Weld Tensile Strength