تاثیر حضور کربن بلک بر استحکام اتصال آلومینیوم/پلی‌اتیلن در فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه‌ای

با پیدایش صنایع و رشد آن ها اتصال قطعات مختلف به یکدیگر به عنوان یک نیاز مهم مطرح شده است. به دلیل پیچیدگی روش های اتصال متداول،تمایل زیادی به پژوهش و توسعه ی روش های اتصال جدید در سال های اخیر به وجود آمده است. از این رو این پژوهش با هدف بررسی استحکام اتصال آلومینیوم آلیاژی 5083 به یک کامپوزیت زمینه پلیمری تقویت شده با ذرات کربن بلک انجام شده است. در این مطالعه اتصال به وسیله ی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای به وجود آمده و پارامترهای جوشکاری از جمله سرعت چرخش ابزار، نرخ فروروی ابزار و عمق فروروی ابزار به ترتیب 2500rpm ، 40 mm/min و 3/2mm درنظر گرفته شد ه است. همچنین به منظور ساخت ورقه های کامپوزیتی، پس از اختلاط پودر پلی اتیلن سنگین و فاز تقویت کننده کربن بلک با استفاده از آسیاب گلوله ای و با سرعت 300rpm، از دستگاه پرس گرم در دمای 190 و تحت فشار 45 تن استفاده گردید. در پژوهش پیش رو تاثیر دو متغیر مدت زمان ماندگاری ابزار در قطعه کار و در صد وزنی ذرات رسانای فاز تقویت کننده ی زمینه ی پلی اتیلن بر استحکام جوش بررسی شد . مقادیر در نظر گرفته شااده برای متغیر مدت زمان ماندگاری 15،10،5 و 20 ثانیه و برای متغیر فاز تقویت کننده 2/5 و 5 درصد وزنی کربن بلک می باشند. خواص مکانیکی نیز شامل استحکام کشش برشی در محل اتصال (استحکام نقطه ی جوش) با انجام تست کشش برشی بر روی نمونه ها با سرعت 2mm/min به دست آمد. نتایج حاصل نشان می دهد که با افزایش مدت زمان ماندگاری، برای پلی اتیلن خالص در زمان ماندگاری 15 ثانیه و برای نمونه های کامپوزیتی زمینه پلی اتیلن تقویت شده با کربن بلک در بازه زمانی 10 ثانیه، اتصال مطلوب ایجاد شد و با افزایش زمان ماندگاری تا 20 ثانیه به دلیل افزایش بیش از حد مذاب پلی اتیلن و آزاد شدن تنش های پسماند در طی فرایند انجماد، روند نزولی استحکام اتصال مشاهده شد.

the effect of carbon black content on the weld strength of friction stir spot aluminum/polyethylene composite weld

with the emergence of industries and their growth, joining different parts to each other has become an important need. due to the complexity of conventional connection methods, there has been a great deal of interest in research and development of new connection methods in recent years. therefore, this study was conducted to investigate the joining strength of 5083 aluminum alloy to a polymerbased composite reinforced with carbon black particles. in this study, mechanical properties including shear tensile strength and the effect of reinforcing particles on the thermal conductivity of high density polyethylene were investigated. in this study, the joining was performed by friction stir welding process and the weld point strength was investigated by shear tensile test. percentage of reinforcing phase added to the polyethylene matrix, dwell time of friction stir spot welding machine tools as variables affecting the shear tensile strength were evaluated in this study. the results showed that by increasing the dwell time for pure polyethylene for 15 seconds and for composite samples of carbon black reinforced polyethylene in a time period of 10 seconds, a favorable bond was established and with increasing dwell time up to 20 seconds due to excessive increase of polyethylene melt strength and residual stresses during the freezing process, a decreasing trend of bond strength was observed.