مواد و ساخت پیشرفته

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، راندمان اتصال بالایی را نشان می­دهد که با سایر روش‌های جوشکاری در اتصال فلزات سبک مثل آلومینیوم و کامپوزیت رقابتی است. امروزه، فناوری استراتژیک کلیدی طراحی سبک وزن خودرو، توسعه اتصال ترکیبی کامپوزیت پلیمری تقویت‌شده با فلز سبک/فیبر کربنی را پیش می‌برد.

در یک مطالعه جدید، آلیاژ آلومینیوم (AA6061)  و پلی­آمید 66 تقویت­شده با فیبر کربن (CF-PA66) با استفاده از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSLW) با پیش عملیات لیزری به هم متصل شده­اند. در واقع، قبل از انجام جوشکاری اصطکاکی، یک پیش عملیات لیزری، روی سطح آلیاژ آلومینیوم انجام شده است و باعث ایجاد ریز بافت[1] های منظمی روی سطح شده است. در این پژوهش، مکانیسم پیوند بین سطحی بهبود یافته و تجزیه و تحلیل شکست اتصالات هیبریدی با جزئیات مورد بررسی قرار گرفته است.

نتایج نشان داده است حداکثر استحکام کششی-برشی اتصالات بر اساس مکانیسم پیوند شامل اتصالات ماکرو/میکرو/نانو مکانیکی و پیوند شیمیایی به 24.48 مگاپاسکال رسیده است که در مقایسه با اتصالات FSLW بدون پیش­عملیات سطحی لیزری، تقریباً 600 درصد افزایش یافته است. نتایج حاصل از شکست­نگاری نشان می­دهد، شکست در سطح مشترک ضعیف بین فلز و کامپوزیت، سطحی که حاوی تکسچر حاصل از پیش­عملیات لیزری نیست و منطقه اختلاط رزین و الیاف کربن، اتفاق می­افتد. این مطالعه، بینش جدیدی در مورد طراحی سبک وزن حاصل از یکپارچگی مواد-فرآیند-ساختار ارائه می­دهد و باعث توسعه تحقیقات آینده در رابطه با فرآیندهای بهبود ساختارهای ترکیبی فلزی/کامپوزیت می­شود.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1526612522006582