تحلیل آماری و بهینه‌سازی پارامترهای موثر بر سختی مقطع عرضی اتصال لب به لب آلیاژ al7075 حاصل از فرآیندهای fsw و sfsw با استفاده از روش رویه پاسخ و تابع مطلوبیت

تاثیرات ناشی از سیکل‌های حرارتی در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (fsw) منجر به نرم‌شدگی اتصال می‌شود. این پدیده عموماً در آلیاژهای عملیات حرارتی‌پذیر آلومینیوم رُخ می‌دهد و منجر به کاهش خواص مکانیکی اتصال می‌شود. به منظور غلبه بر این محدودیت، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب (sfsw) توسعه یافته است. در این پژوهش، در ابتدا با استفاده از فرآیند fsw، اتصالات لب به لب از آلیاژ al7075t6 تولید شدند‌. بدین‌منظور، روش رویه پاسخ به عنوان روش طراحی آزمایش، انتخاب گردید و متغیرهای سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و زاویه انحراف ابزار به عنوان متغیرهای ورودی، تعیین شدند. در ادامه، تحلیل آماری و بهینه‌سازی پارامترهای موثر بر سختی مقاطع عرضی اتصالات به انجام رسید. با توجه به مقدار بالای تابع مطلوبیت (0.976)، می‌توان دریافت که روند بهینه‌‌سازی به طور موفقیت‌آمیزی، هدف از پیش تعیین‌شده را به صورت مناسب و مطلوب، محقق نموده است. علاوه بر این، شرایط بهینه با اجرای آزمون صحه‌گذاری، به تایید رسید. سپس با استفاده از فرآیند sfsw و بر اساس مقادیر بهینه نرخ پیشروی ابزار و زاویه انحراف ابزار، اتصالات لب به لب تولید شدند‌. نتایج تحلیل داده‌های حاصل از آزمون‌های تجربی، صحت و دقت معادله رگرسیون را مورد تایید قرار داد و نشان داد که مدل نهایی می‌تواند پارامتر mhd را با خطای کمتر از 5% پیش‌بینی کند. همچنین، عبارات خطی از متغیرهای قطر شانه ابزار و سرعت دورانی ابزار بر سختی مقاطع عرضی اتصالات تولید شده در زیر آب، موثر هستند.

Statistical analysis and optimization of parameters affecting the hardness of butt joint crosssection of Al7075 produced by FSW and SFSW using RSM and desirability approach

The thermal cycles involved in friction stir welding (FSW) cause softening in the joint. This phenomenon generally occurs in heattreatable aluminum alloys leading to decrease in mechanical properties. Submerged friction stir welding (SFSW) has been developed to overcome this limitation. In this study, firstly, the butt joints were produced from Al7075T6 alloy using FSW process. To this end, the RSM was selected as the experiment design technique. So, the factors such as: tool rotational speed, tool feed rate, tool shoulder diameter, and tool tilt angle were identified as the input variables. Then, statistical analysis and optimization of variables affecting the hardness of crosssections was performed. In attention to the high value of desirability function (0.976), it could be found that the procedure of optimization has well fulfilled the predetermined target. In addition, the optimal condition has been confirmed by implementing the verification test. Afterward, the butt joints were produced using SFSW based on the optimal values of tool feed rate and tool tilt angle. The obtained results from analysis of experimental data, confirmed the accuracy of regression equation. Furthermore, it is shown that the final model can predict the MHD parameter with an error less than 5%. Also, the linear terms of the tool shoulder diameter and tool rotational speed are effective on the hardness of crosssections of the underwater welded joints.