اثر متغیرهای فرایند جوشکاری اصطکاکی تلاطمی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلومینیوم/پلی‌پروپیلن

در این پژوهش، اثر متغیرهای فرایند جوشکاری اصطکاکی تلاطمی (سرعت انتقالی ابزار در بازه‌ 50 تا 150 میلی‌متر بر دقیقه و سرعت چرخشی ابزار در بازه‌ 300 تا 1100 دور بر دقیقه) بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلومینیوم aa5052 به پلی‌پروپیلن pp-z30s مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی‌های ریزساختاری با میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی نشان داد ایجاد اتصال با تشکیل قفل‌های مکانیکی به شکل قطعات لنگر مانندی از جنس آلومینیوم همراه است. به‌علاوه مشاهده شد که کاهش حرارت ورودی (با افزایش سرعت خطی و یا کاهش سرعت چرخشی ابزار) موجب افزایش اندازه‌ این لنگرها می‌شود. نتایج آزمون کشش-برش نشان داد که افزایش سرعت انتقالی ابزار از 50 به 100 میلی‌متر بر دقیقه با افزایش اندازه‌ لنگرها موجب افزایش نیروی شکست (حدود %10) می‌شود. اگرچه، افزایش بیشتر سرعت چرخشی، بدلیل ایجاد عیوب و حفرات در فصل مشترک اتصال، نیروی شکست را کاهش داد (از 235 به 181 نیوتن). افزایش سرعت چرخشی از 300 تا 900 دور بر دقیقه نیز با ایجاد لنگرهای عمود بر سطح پلیمر و با عمق نفوذ بیشتر، موجب افزایش استحکام اتصال (تا حدود %70) شد.

effect of friction stir welding process parameters on microstructure and mechanical properties of aluminum/polypropylene joint

in this research, the influence of friction stir welding parameters (tool traverse speed ranging from 50 to 150 mm/min, and tool rotational speed ranging from 300 to 1100 rpm) was investigated on the microstructure and mechanical properties of aa5052 aluminum/pp-z30s polypropylene joint. results showed that joint formation was accompanied by the formation of mechanical locks in the shape of anchor-like aluminum pieces. decreasing the heat input (either by increasing the tool traverse speed or decreasing the tool rotational speed) resulted in the formation of larger anchors. the results of tensile-shear test showed that increasing the tool traverse speed from 50 to 100 mm/min led to an enhancement in the fracture load (by ~10%), while at higher traverse speeds, the fracture load decreased (from 235 to 181 n) due to the formation of defects and voids at the joint interface. an increase in the tool rotational speed from 300 to 900 rpm resulted in a superior fracture load (by 70%) due to the formation of anchors perpendicular to the polymer surface with greater penetration depth.