بهینه سازی پارامترهای جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی موثر بر چقرمگی در فولاد زنگ نزن سوپردوفازی

در این مقاله به کمک روش تاگوچی، پارامترهای موثر بر چقرمگی فولادهای زنگ نزن سوپردوفازی در جوشکاری اصطکاکی- اغتشاشی بهینه سازی شده است. برای دستیابی به شرایط بهینه به منظور رسیدن به حداکثر چقرمگی، مشخصه کیفی هرچه بیشتر بهتر مورد استفاده قرار گرفت. تحلیل نتایج تاگوچی نشان داد برای رسیدن به شرایط بهینه به منظور دستیابی به حداکثر چقرمگی در قطعات جوش فولاد زنگ نزن سوپردوفازی باید سرعت چرخشی ابزار برابر rpm ۵۰۰، سرعت جوشکاری برابرmm/min ۶۰، فشار اولیه برابر MPa ۷۰ و زاویه ابزار با قطعه کار برابر ۳ درجه باشد. در شرایط بهینه، چقرمگی حاصل از آزمایش J  ۶۱ به دست آمد که با تقریب خوبی نزدیک به چقرمگی پیش بینی شده (۵۸J) بود. همچنین آنالیز واریانس بر روی نتایج نسبت سیگنال به نویز (S/N) انجام شد. با توجه به نتایج آنالیز واریانس، پارامتر سرعت چرخشی ابزار با درصد تاثیر %۶۴ موثرترین پارامتر بر چقرمگی در جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی فولادهای زنگ نزن سوپردوفازی شناخته شد. از طرفی پارامترهای سرعت جوشکاری (با درصد تاثیر %۱۷)، فشار اولیه (با درصد تاثیر%۱۶) و زاویه ابزار نسبت به قطعه کار (با درصد تاثیر %۳) در رتبه های بعدی قرار گرفتند. همچنین بررسی سطح مقطع شکست نمونه ها در آزمایش ضربه اثبات کرد نمونه ای که کمترین چقرمگی را در آزمایش ضربه داشت دارای مورفولوژی از نوع کلیویج و در نتیجه شکست ترد بود. این در حالی بود که مورفولوژی سطح شکست نمونه مورد آزمایش در شرایط بهینه (با دارا بودن بالاترین چقرمگی در این تحقیق=  J۶۱) دارای دیمپل های ریز و عمیق به مقدار زیاد بود. وجود دیمپل های ریز و عمیق به مقدار زیاد نشان دهنده شکست نرم و نهایتا رسیدن به بالاترین چقرمگی بود.

Keywords:

Friction stir welding , Stainless steel , Optimization. , جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی , فولاد زنگ نزن , بهینه سازی