تاثیر زمان جوشکاری و فشار در اتصال فراصوتی آلومینیم به مس و بهینه سازی فرآیند با طراحی آزمایش (doe)

جوشکاری فراصوتی آلومینیم به مس کاربرد گسترده‌ای در صنعت خودروهای الکتریکی و باتری‌های لیتیم یونی پیدا کرده است. در این مطالعه، جوشکاری فراصوتی ورق‌های آلومینیم و مس به ضخامت 3/0 میلی‌متر در فشارهای جوشکاری 3، 4 و 5 بار و زمان‌های جوشکاری 25/0، 5/0 و 75/0 ثانیه صورت گرفته است. برای بررسی خواص مکانیکی جوش، مطالعات درشت‌ساختاری، آزمون کششی-برشی و سختی‌سنجی صورت گرفته و طراحی آزمایش به شیوه پاسخ سطحی انجام گردید. در نتایج بدست آمده جهت جریان مواد در اثر تغییرشکل پلاستیک، از زیر قله‌های هرم‌های شیپوره و سندان به داخل دره‌ها مشخص شده و نواحی اتصال و عدم اتصال در فصل مشترک نشان داده شدند. از نواحی زیر قله‌ها، ضخامت موثر جوش محاسبه شد. نتایج همچنین نشان دادند که افزایش زمان و فشار جوشکاری تاثیر قابل توجهی در کاهش ضخامت موثر جوش داشت. تاثیر زمان جوشکاری بر افزایش درصد اتصال و نیروی کششی-برشی بیشینه از فشار بیش‌تر بود. تاثیر فشار جوشکاری در مقابل زمان جوشکاری بر درصد اتصال قابل صرف نظر کردن بود. همچنین افزایش زمان جوشکاری و فشار تاثیر نزدیک بهم در کاهش سختی آلومینیم در نزدیکی فصل مشترک اتصال داشتند. با توجه به روابط رگرسیون بدست آمده بین پارامترهای ذکر شده و خواص جوش، نتایج نشان دادند که در جوشکاری فراصوتی آلومینیم به مس، تاثیر زمان جوشکاری به مراتب بیش‌تر از تاثیر فشار است. بنابراین خواص جوش فراصوتی آلومینیم به مس را می‌توان با زمان جوشکاری بطور موثری کنترل کرد.