Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu thực nghiệm hợp kim Al 5083 bằng quy trình hàn khuấy ma sát thông qua phương pháp Taguchi
Tóm tắt
Trong bài báo này, một nỗ lực được thực hiện để chế tạo các mối hàn hợp kim Al 5083 tương tự bằng cách sử dụng các loại dụng cụ khác nhau. Hình dạng vai dụng cụ (cụ thể là phẳng (FT), lõm (CC) và lồi (CV)), tốc độ quay dụng cụ (RS) (900, 1120 và 1400 rpm), và tốc độ hàn (WS) (30, 40 và 50 mm/phút) được xem xét trong các phép đo về cấu trúc vi mô và các đặc điểm hiệu suất cơ học của các mối hàn. Kỹ thuật Taguchi được chọn để lập kế hoạch và thiết kế thí nghiệm, và để đánh giá các đặc điểm hiệu suất và độ khớp của mô hình, phân tích phương sai (ANOVA) đã được thực hiện. Nghiên cứu đã điều tra nhằm tối đa hóa các tính chất cơ học của các mối hàn FSW. Các mối hàn FSW đạt được đã được tính toán các chỉ số như độ bền kéo (TS), độ bền chảy (YS), độ kéo dãn, năng lượng va đập, độ cứng vi mô và các tính chất cấu trúc vi mô. Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng hình dạng vai CC, tốc độ quay dụng cụ 1400 rpm (RS), và tốc độ hàn 50 mm/phút (WS) có ảnh hưởng lớn nhất đến TS. Thêm vào đó, các giá trị tối ưu của TS và YS lần lượt được tìm thấy là 265 MPa và 158 MPa, và các điều kiện thí nghiệm cho TS và YS được quan sát tại A2B2C2 với dụng cụ CC, giá trị trung bình của tốc độ quay dụng cụ, và tốc độ hàn.
Từ khóa
#Hợp kim Al 5083 #Hàn khuấy ma sát #Phương pháp Taguchi #Tính chất cơ học #Phân tích phương sai (ANOVA)Tài liệu tham khảo
Kumar, K.K., Kumar, A., Nagu, K.: Mechanical and corrosion behaviour of Friction stir welded 5083–6061 Aluminium Alloy joints: Effect of base material position. Trans. Indian Inst. Met. 76(7), 1985–1996 (2023)
Lumley, R.N.: Fundamentals of aluminium metallurgy: Production, processing and applications. Woodhead Publishing in Materials. (2011). DOI: 10.1533/ 9780857090256.
Gibson, B.T., Lammlein, D.H., Prater, T.J., et al.: Friction stir welding: Process, automation, and control. J. Manuf. Process. 16(1), 56–73 (2014)
Davis, J.R.: Aluminum and Aluminum Alloys. ASM international (1993)
Samiuddin, M., Li, J.L., Taimoor, M., Siddiqui, M.N., Siddiqui, S.U., Xiong, J.T.: Investigation on the process parameters of TIG-welded aluminum alloy through mechanical and microstructural characterization. Def. Technol. 17(4), 1234–1248 (2021)
Vorontsov, A., Zykova, A., Chumaevskii, A., Osipovich, K., Rubtsov, V., Astafurova, E., Kolubaev, E.: Advanced high-strength AA5083 welds by high-speed hybrid laser-arc welding. Mater. Lett. 291, 129594 (2021)
Ismail, M.I., Afieq, W.M.: Thermal analysis on a weld joint of aluminium alloy in gas metal arc welding. Advances in Production Engineering & Management. 11(1). (2016)
Wang, J.B., Nishimura, H., Katayma, S., Mizutani, M.: Evaporation phenomena of magnesium from droplet at welding wire tip in pulsed MIG arc welding of aluminium alloys. Sci. Technol. Weld. Joining. 16(5), 418–425 (2011)
Kim, G.G., Kim, D.Y., Hwang, I., Kim, D., Kim, Y.M., Park, J.: Mechanical properties of aluminum 5083 alloy GMA welds with different magnesium and manganese content of filler wires. Appl. Sci. 11(24), 11655 (2021)
Yangyangguo, H., Ren, L., Quan, G.: An investigation on plasma-MIG hybrid welding of 5083 aluminum alloy. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 98, 1433–1440 (2018)
Bunaziv, I., Akselsen, O.M., Salminen, A., et al.: Journal of materials processing technology fiber laser-MIG hybrid welding of 5 mm 5083 aluminum alloy. J. Mater. Process. Tech. 233, 107–114 (2016)
Chandrasekhar Sunnapu: MurahariKolli,Tool shoulder and pin geometry’s effect on friction stir welding: A study of literature, Materials Today: Proceedings,Volume 39, Part 4,2021,Pages 1565–1569, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.05.601
Naik, L.S., Hadya, B., Murahari, K.: Experimental study on AA7075 its effect of rotational speed(RS) and tool pin profile on friction stir welding process. Int. J. Inf. Educ. Technol., 9(3). (2018)
Srinivas, B., Cheepu, M., Sivaprasad, K., Muthupandi, V.: March. Effect of gaussian beam on microstructural and mechanical properties of dissimilarlaser welding ofAA5083 and AA6061 alloys. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 330, No. 1, p. 012066). IOP Publishing. (2018)
Lombard, H., Hattingh, D.G., Steuwer, A., James, M.N.: Optimising FSW process parameters to minimise defects and maximise fatigue life in 5083-H321 aluminium alloy. Eng. Fract. Mech. 75(3–4), 341–354 (2008)
Vijayan, S., Raju, R., Rao, S.K.: Multiobjective optimization of friction stir welding process parameters on aluminum alloy AA 5083 using Taguchi-based grey relation analysis. Mater. Manuf. Processes. 25(11), 1206–1212 (2010)
Heirani, F., Abbasi, A., Ardestani, M.: Effects of processing parameters on microstructure and mechanical behaviors of underwater friction stir welding of Al5083 alloy. J. Manuf. Process. 25, 77–84 (2017)
Mourad, A.I., Allam, M., El Domiaty, A.: July. Study on the mechanical behavior of aluminum alloy 5083 friction stir welded joint. In Pressure Vessels and Piping Conference (Vol. 46032, p. V06AT06A014). American Society of Mechanical Engineers. (2014)
Prabha, K.A., Putha, P.K., Prasad, B.S.: Effect of tool rotational speed(RS) on mechanical properties of aluminium alloy 5083 weldments in friction stir welding. Mater. Today: Proc. 5(9), 18535–18543 (2018)
Bodukuri, A.K., Eswaraiah, K., Rajendar, K.: Comparison of Aluminum Alloy 5083 properties on TIGW and FSW processes. Mater. Today: Proc. 4(9), 10197–10201 (2017)
Jayaprakash, S., Siva Chandran, S., Sathish, T., Gugulothu, B., Ramesh, R., Sudhakar, M., Subbiah, R.: Effect of tool profile influence in dissimilar friction stir welding of aluminium alloys (AA5083 and AA7068). Adv. Mater. Sci. Eng. 2021, 1–7 (2021)
Padmavathi, T., Naik, B.B.: Influence of tool pin profile on material flow, mechanical properties and corrosion behavior of friction stir welded dissimilar Al5083-6061. Eng. Res. Express. 5(2), 025031 (2023)
Verduzco Juárez, J.C., Almaraz, D., García Hernández, G., R. and, Villalón López, J.J.: Effect of modified pin profile and process parameters on the friction stir welding of aluminum alloy 6061-T6. Advances in Materials Science and Engineering, 2016. (2016)
Ilangovan, M., Boopathy, S.R., Balasubramanian, V.: Effect of tool pin profile on microstructure and tensile properties of friction stir welded dissimilar AA 6061–AA 5086 aluminium alloy joints. Def. Technol. 11(2), 174–184 (2015)
Rao, C.V., Reddy, G.M., Rao, K.S.: Microstructure and pitting corrosion resistance of AA2219 Al–Cu alloy friction stir welds–effect of tool profile. Def. Technol. 11(2), 123–131 (2015)
Amirafshar, A., Pouraliakbar, H.: Effect of tool pin design on the microstructural evolutions and tribological characteristics of friction stir processed structural steel. Measurement. 68, 111–116 (2015)
Mugada, K.K., Adepu, K.: Role of tool shoulder end features on friction stir weld characteristics of 6082 aluminum alloy. J. Institution Eng. (India): Ser. C. 100, 343–350 (2019)
Reddy, M.S., Vinoth kumar, M.: Friction stir Welding Parameters Optimization of Naval Grade AA5083 Alloy: RSM, pp. 1–12. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) (2023)
Xinghui, C.H.E.N., Hongshen, Z.H.A.N.G.: Process Parameters Optimization of 5083 Aluminum Alloy FSW Joint Based on Principal Component Analysis and grey Correlation analysis[J], vol. 44, pp. 62–69. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION (2023). 510.12073/j.hjxb.20220623001
Abdullah, A.M., Mohammed, S.K., Takhakh, A.M.: April. Effect of Rotational speed(RS) for friction stir welding/processing on the mechanical properties and microstructure of 5083-O aluminum alloy. In AIP Conference Proceedings (Vol. 2544, No. 1). AIP Publishing. (2023)
Kolli, M., Naresh, D.S., Devaraju, A., Satyanarayana, K.: Investigation of mechanical properties in friction stir processing parameters of Cu-TiB2 composite using Taguchi approach. Int. J. Interact. Des. Manuf., 1–12. (2023)
Sibalija, T.V., MajstoroviC, V.D.: Advanced Multiresponse Process Optimisation: An Intelligent and Integrated Approach. Springer (2015)
Devaraju, A., Kumar, A., Kotiveerachari, B.: Influence of rotational speed and reinforcements on wear and mechanical properties of aluminum hybrid composites via friction stir processing. Mater. Design. 45, 576–585 (2013)
Jitender, Kundu: Friction Stir Welding of Dissimilar Al alloys: Effect of process parameters on mechanical properties Eng. Solid Mech (2016)
Manoj Kumar Gupta:. Effects of tool profile on mechanical properties of aluminium alloy Al 1120 friction stir welds. J. Adhes. Sci. https://doihttps://doi.org/10.1080/01694243.2020.1749448
Amini, S., Amiri, M.R.: A. Barani.Investigation of the effect of tool geometry on friction stir welding of 5083-O aluminum alloy. Int. J. Adv. Manuf. Technol. https://doi.org/10.1007/s00170-014-6277-6
Meilinger, Á., Török, I.: The importance of friction stir welding tool. Prod. Processes Syst. 6(1), 25–34 (2013)
Mugada, K.K., Adepu, K.: Influence of ridges shoulder with polygonal pins on material flow and friction stir weld characteristics of 6082 aluminum alloy. J. Manuf. Process. 32, 625–634 (2018)
Mugada, K.K., Adepu, K.: Influence of tool shoulder end features on friction stir weld characteristics of Al-Mg-Si alloy. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 99, 1553–1566 (2018)