بهبود خواص مکانیکی اتصال اصطکاکی اغتشاشی آلومینیوم به کامپوزیت پایه پلی پروپیلن از طریق انجام عملیات سطحی آلومینیوم

در این پژوهش اثر سرعت چرخشی ابزار جوشکاری اصطکاکی تلاطمی بر ریزساختار اتصال به روی هم آلومینیوم به کامپوزیت پلی پروپیلن ۔ الاستومر - تالک و امکان بهبود خواص مکانیکی اتصال از طریق انجام عملیات سطحی روی آلومینیوم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مطالعات درشت ساختاری نشان داد در اثر فرایند اتصال، قفل های مکانیکی ماکروسکوپی (به شکل قطعاتی لنگر مانند از آلومینیوم که درون ورق کامپوزیتی فرو میروند) تشکیل می شوند. تغيير سرعت چرخشی ابزار موجب تغییر در هندسه و جهت گیری لنگرها می شود. علاوه بر قفل های مکانیکی، یک لایهی واکنشی (با ضخامت حدود 10 تا 20 میکرومتر) متشکل از اتمهای کربن، اکسیژن و آلومینیوم نیز به کمک مکانیزم فرسایش و انحلال اتم های آلومینیوم در مذاب کامپوزیت در مرز ناحیهی اختلاط و ورق آلومینیومی شکل می گیرد. با انجام عملیات سطحی شیمیایی روی آلومينيوم، حفراتی با اندازه های مختلف روی سطح آن ایجاد شده و زبری سطح به طور متوسط بین 2/ 5 تا 4 / 5 برابر افزایش می یابد. وجود این حفرات و پستی و بلندی ها روی سطح موجب ایجاد قفل های مکانیکی میکروسکوپی (از طریق ورود و انجماد مذاب کامپوزیت داخل حفرات) در کل ناحیهی همپوشانی دو ورق و بهبود استحکام اتصال میشود. در اثر افزایش سرعت چرخشی و تغییر جهت گیری لنگرهای آلومینیومی نیروی شکست اتصال در آزمون کشش تبرش نیز افزایش یافته و در سرعت چرخشی بهینه به حدود 320 نیوتون می رسد. قفل های مکانیکی میکروسکوپی ایجاد شده در اتصال نمونه های عملیات سطحی شده نیز به میزان قابل توجهی نیروی شکست اتصال را افزایش می دهند از حدود 40 تا 70 % در سرعتهای چرخشی و زبری های سطحی متفاوت و نقش مهمی در بهبود خواص مکانیکی اتصال ایفا می کنند.

کلیدواژه ها:

آلومینیومAA5052 ، پلی پروپیلن ، عملیات سطحی ، خواص مکانیکی ، درشت ساختار