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 گسترده ای در صنعت خودروهای الکتریکی و باتری های لیتیم یونی پیدا کرده است. در این مطالعه جوشکاری فراصوتی ورق های آلومینیم و مس به ضخامت ۰.۳ میلی متر در فشارهای جوشکاری ۳، ۴ و ۵ بار و زمان های جوشکاری ۰.۲۵، ۰.۵ و ۰.۷۵ ثانیه صورت گرفته است. برای بررسی خواص مکانیکی، جوش مطالعات درشت ساختاری، آزمون کششی برشی و سختی سنجی صورت گرفته و طراحی آزمایش به شیوه پاسخ سطحی انجام گردید. در نتایج بدست آمده جهت جریان مواد در اثر تغییر شکل پلاستیک از زیر قله های هرم های شیپوره و سندان به داخل دره ها مشخص شده و نواحی اتصال و عدم اتصال در فصل مشترک نشان داده شدند. از نواحی زیر قله ها 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 به هم 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 می توان با زمان جوشکاری بطور موثری کنترل کرد.

کلیدواژه ها:

جوشکاری ، فراصوتی ، طراحی آزمایش ، پاسخ سطحی ، اتصال آلومینیم به مس