تحلیل آماری و بهینه‌ سازی استحکام برشی اتصال حاصل از جوش اولتراسونیک سیم مسی به ورق آلومینیوم با استفاده از تابع مطلوبیت

اتصال غیرهم جنس سیم های مسی و الکترودهای آلومینیومی در باتری خودروهای الکتریکی و خودروهای هیبریدی با هدف کاهش هزینه و جرم سازه خودرو یکی از چالش های مهم صنایع خودروسازی می باشد. در این راستا، جوشکاری اولتراسونیک، به عنوان روش اتصال دهی حالت جامد مورد توجه محققان و صنعتگران این حوزه قرار گرفته است. در این مقاله، جوشکاری اولتراسونیک اتصال غیرهم جنس ورق آلومینیوم گرید 1050 با ضخامت‌ 0.2 میلی‌متر و سیم افشان مسی با سطح مقطع 2.5 میلی‌متر مربع مورد مطالعه قرار گرفت. طراحی آزمایش بر اساس متدلوژی سطح پاسخ‌ و طرح باکس – بنکن انجام شد. فشار استاتیکی، زمان اجرای فرآیند و دامنه ارتعاش به عنوان متغیرهای ورودی فرآیند در سه سطح انتخاب شدند. سپس، آزمون کشش به منظور ارزیابی استحکام برشی اتصال جوشی، بر روی نمونه-ها انجام شد. نتایج نشان داد که اثرات خطی و مرتبه دوم فشار استاتیکی و دامنه ارتعاش، بیشترین تاثیر را بر روی نیروی برشی اتصال دارند. مدل رگرسیون نیروی برشی به صورت تابعی از عبارات خطی، تعاملی و درجه دوم از متغیرهای ورودی استخراج شد. ترکیب بهینه متغیرهای ورودی جهت دستیابی به بیشینه نیروی برشی با مطلوبیت 0.935 تعیین شد و با اجرای آزمون صحه‌گذاری، صلاحیت مدل رگرسیون برای پیش بینی نیروی برشی به تایید رسید.