الملخص
يُعـــد لحام الاحتكاك من تقنيات الوصل للعديد من المعادن الحديدية وغير الحديدية المعدن عندما يصعب وصلها بطرق اللحام بالصهر التقليدية. استخدمت طريقة لحام الدفـع المستمر CDFW لكلٍ من سبيكة الألمنيوم (Al6061-T6) والصلب المقاوم للصـدأ (AISI 304) وهي طريقة بديلة ساهمت في جعل الصلب المقاوم للصدأ وسبائك الألمونيوم أكثر شيوعاً واستخداما. في هذه الدراسة تم اختيار العوامل التصميمية الآتية: زمن الاحتكاك (t1) وضغط الاحتكاك (P1) وضغط الكبس (P2) والتي كان لها تأثير واضح على مقاومة الشد للوصلات الملحومة فيما نُشر من سابق الأبحاث، وكان لها تأثيراً فاعلاً في الدراسة الحالية أيضا. استخدمت منهجية التصميم المتين (Taguchi array L27 (33)) وأستخدم مبدئياً اسلوب المحاولات التجريبية لتحديد مدى القيم لكل عامل من العوامل التصميمية. اكتسبت مقاومة الشد للوصلات الملحومة الواصلة بين المعدن الواحد بالمقارنة مع مقاومة نفس المعدن غير الملحوم حيث بلغت الى أقصى كفاءة بقيمة 98%، ولوصلات المعدنين المختلفين الى كفاءة بقيمة 89%. أوضحت نتائج الكشف بالمجهر الإلكتروني أن سطح الكسر لعينات الشد الخاصة بوصلات المعدن الواحد يتبع نسق الفجوات الدقيقة المتصلة وهذا يؤكد نسق الكسر للمعادن المطلية، بينما كان وقع الكسر لوصلات المعدنين المختلفين يتواجد عند خط الوصل بينهما ومشابهاً لعملية نزع السطحين عن بعضهما البعض، كما تحقق أن سطح الكسر يتبع النسق الحلزوني وخط الوصل بين المعدنين المختلفين هو الموقع الملائم للكسر لوجود ما يعرف بالعيوب الحلزونية وكلما قل عدد هذه العيوب تحسنت مقاومة الوصل.
ABSTRACT
Friction welding is a solid phase welding process that is used to join different types of ferrous and non-ferrous metals that cannot be joined by existing fusion welding methods. Continuous drive friction welding CDFW method appears to be an alternative method to make the use of stainless steel and Aluminum alloys more widespread. Friction time t1, friction pressure P1, and forge pressure P2 are being selected as design parameters, which have significant effect on the tensile strength of weld joints. Three levels Taguchi of 27 trials (orthogonal array L27 (33)) was adopted to analyse the effect of selected parameters. In the present study, preliminary experimental trials are conducted and used to determine the exact range of each selected parameter. The strength of produced friction joints exhibited comparable strength with the base material with maximum efficiency of 98% for AISI 304/304, and 89% for AISI 304/Al6061-T6 joints. For similar joints, The fracture mode as a microvoid coalescence at the fractured surface confirms the ductile mode of failure, while for dissimilar joints the fracture occurred at the weld line as an interface splitting. Many spiral patterns are observed, which acted as preferential failure sites during tensile testing, and as the numbers of spiral defects decreased, joint strength improved.
