مطالعه تجربی فرایند فلوفرمینگ لوله‌های دو لایه مس-آلومینیوم شیاردار و بررسی نیروی جدایش دو لایه

در این تحقیق فرایند فلوفرمینگ لوله‌‌های دو لایه آلومینیوم-مس مورد مطالعه قرار گرفته است. برای شکل‌دهی لوله‌ها از یک ابزار ساچمه‌ای استفاده شده است. فشار وارده از ابزار به سطح لایه بیرونی باعث جریان یافتن لایه بیرونی و فشار به لایه داخلی می‌شود، در نتیجه یک لوله با طول بیشتر و ضخامت کمتر شکل خواهد گرفت. در این حالت ماده لوله بیرونی به درون شیارهای لوله داخلی وارد می‌شود و دو لوله به صورت یک قفل مکانیکی با هم درگیر می‌شوند. در این تحقیق روی سطح لوله داخلی شیارهایی ایجاد شده و پس از قرار گرفتن درون لوله بیرونی، فرایند فلوفرمینگ روی آن‌ها انجام شد. دو دسته از پارامترها وجود دارند که دسته اول پارامترها شامل سرعت دورانی اسپیندل، سرعت پیشروی و عمق باردهی ثابت هستند و دسته دوم شامل عمق و گام شیار به صورت متغیر در نظر گرفته شده‌اند. برای انجام آزمایش ابتدا نمونه‌ها با شکل شیار مناسب آماده و تحت فرایند فلوفرمینگ قرار گرفتند. در مرحله بعد به منظور سنجش میزان اتصال دو لوله از آزمون پوسته کنی استفاده شد. در مورد شیارهای دایره‌ای، افزایش گام شیار سبب کاهش حدوداً 33 درصدی نیرو شد، به طوری که از حدود 19 کیلو نیوتن به حدود 13 کیلو نیوتن در عمق شیار 0.5 میلی‌متری و از حدود 34 کیلو نیوتن به 24 کیلو نیوتن در عمق شیار 0.75 میلی‌متر رسیده است. همچنین مشاهده شد که افزایش عمق شیار از 0.5 به 0.75 تقریباً سبب دو برابر شدن نیروی جدایش شده است.

experimental study of the flow forming process of grooved copper-aluminum bi-layer tubes and investigation of the separation force between the two layers

in this research, the flow forming process of aluminum-copper bi-layer tubes was studied. a ball tool was used for shaping the tubes. the pressure applied by the tool causes the outer layer to flow and exert pressure on the inner layer, resulting in a tube with increased length and reduced thickness. in this case, the material of the outer tube enters the grooves of the inner tube, forming a mechanical interlock between the two tubes. in this study, grooves were created on the surface of the inner tube, which was then placed inside the outer tube, and the flow forming process was performed on it. two categories of parameters were considered. the first category includes spindle rotational speed, feed rate, and depth, which were kept constant. the second category includes grooves depth, and pitch, which were considered variable. for the experiments, the samples were first prepared with appropriate grooves and then subjected to the flow forming process. in the next stage, to assess the bonding strength between the two tubes, a peel test was conducted. for circular grooves, increasing the groove pitch results in approximately a 33% reduction in force, decreasing from about 19 kn to around 13 kn at a groove depth of 0.5 mm and from approximately 34 kn to 24 kn at a groove depth of 0.75 mm. additionally, it is observed that, increasing the groove depth from 0.5 mm to 0.75 mm nearly doubles the separation force.