مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه و بررسی تأثیر پیش‌گرمایش بر سایش ابزار در فرایند اتصال مواد غیرهمجنس (Al6061/AISI304L) با روش سوراخکاری اصطکاکی همزمان

نویسندگان
1 دانشگاه اراک
2 دانشگاه ریموسکی، کبک، کانادا
چکیده
امروزه به‌کارگیری فرایندهای اتصال فلزات غیرهمجنس در صنایع گوناگون به‌منظور دستیابی به سازه‌های ترکیبی با مقاومت بالا و درعین‌حال وزن کم، به‌منظور کاهش وزن محصول نهایی، موردتوجه بسیاری از صنعتگران قرار دارد. روش‌های گوناگونی برای ایجاد اتصال ورقه‌ای فلزی غیرهمجنس وجود دارد که یکی از جدیدترین روش‌هایی که اخیراً از سوی محققین، ارائه گردیده است، فرایند اتصال به‌وسیله سوراخکاری اصطکاکی هم‌زمان دو ورق بر روی یکدیگر است. در این فرایند، ورق‌های فلزی بر روی یکدیگر قرارگرفته و به‌صورت هم‌زمان، سوراخکاری اصطکاکی می‌شوند که درنتیجه این فرایند، علاوه بر ایجاد یک فضای مؤثر برای قلاویزکاری، یک اتصال اصطکاکی بین دو ورق ایجاد می‌شود. تحقیقات نشان داده است که اعمال پیش‌گرمایش تا ۳۵۰درجه سانتی‌گراد، می‌تواند اثرات مطلوبی بر کاهش گپ بین دو ورق، در مجاورت اتصال ایجادشده بین ورق آلومینیوم و فولاد زنگ‌نزن، به روش فوق، داشته باشد. در کار پیش رو تأثیر پیش‌گرمایش، بر میزان سایش ابزار، در سوراخکاری اصطکاکی هم‌زمان ورق آلومینیوم AA6061T6 و فولاد زنگ‌نزن AISI304L با استفاده از ابزار سوراخکاری با جنس تنگستن کارباید، به‌صورت تجربی مورد تجزیه‌وتحلیل قرارگرفته است که یافته‌ها نشان می‌دهند، افزایش دمای پیش‌گرمایش تا ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد، موجب افزایش سایش چسبنده مته 13.77 درصد و سایش ساینده مته، تا ۴۶/۰ درصد می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Study of the Effect of Preheating on Tool Wear in the Process of Joining Dissimilar Materials (Al6061/AISI304L) using Simultaneous Friction Drilling

نویسندگان English

Mohsen Azizi 1
Ali Jabbari 1
Ehsan Soury 1
Shayan Dehghan 2
چکیده English

Currently, dissimilar metal joining processes are receiving considerable attention in various industries. The objective is to create composite structures that are both high-strength and lightweight, ultimately reducing the weight of the final product. Researchers have recently proposed friction drilling as a new method for creating joints between dissimilar metal sheets. This innovative technique offers potential advantages in achieving the desired outcomes. In this process, metal sheets are placed on top of each other and simultaneously subjected to friction drilling. As a result, this process not only creates an effective space for tapping but also establishes a frictional joint between the two sheets. Research has shown that preheating up to 350°C can have desirable effects on reducing the gap between the two sheets in the vicinity of the created joint between aluminum and stainless steel using the above-mentioned method. In the upcoming work, the effect of preheating on tool wear in simultaneous friction drilling of aluminum sheet AA6061T6 and stainless steel AISI304L using a tungsten carbide drilling tool has been experimentally analyzed, and the findings indicate that increasing the preheating temperature up to 350°C leads to a 13.77% increase in tool adhesive wear and a 0.46% increase in tool abrasive wear.

کلیدواژه‌ها English

Preheating
Tool wear
Dissimilar joining
Friction drilling
1- Martinsen K, Hu SJ, Carlson BE. Joining of dissimilar materials. Cirp Annals. 2015 Jan 1; 64(2):679-99.
2- Kumar R, Hynes NR. Thermal drilling processing on sheet metals: A review. International Journal of Lightweight Materials and Manufacture. 2019 Sep 1; 2(3):193-205.
3- Hynes NR, Kumar R. Simulation on friction drilling process of Cu2C. Materials Today: Proceedings. 2018 Jan 1;5(13):27161-5.
4- Dehghan S, Ismail MI, Ariffin MK, Baharudin BH. Friction drilling of difficult-to-machine materials: workpiece microstructural alterations and tool wear. Metals. 2019 Aug 29;9(9):945.
5- Urbikain G, Perez JM, López de Lacalle LN, Andueza A. Combination of friction drilling and form tapping processes on dissimilar materials for making nutless joints. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 2018 May;232(6):1007-20.
6- Dehghan S, Ismail MI, Ariffin MK, Baharudin BT. Measurement and analysis of thrust force and torque in friction drilling of difficult-to-machine materials. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019 Dec;105:2749-69.
7- Abbasi R, Dehghan S, Loh-Mousavi M. Experimental investigation on friction drill joining of difficult-to-machine materials: a new methodology for joining of similar and dissimilar materials. Welding International. 2021 Sep 2;35(7-9):281-94.
8- Dehghan S, Abbasi R, Baharudin BH, Mousavi ML, Soury E. A novel approach to friction drilling process: Experimental and numerical study on friction drill joining of dissimilar materials AISI304/AL6061. Metals. 2022 May 27;12(6):920.
9- Azizi M, study on the effect of preheating technique on the improvement of the dissimilar materials joining (Al6061 / AISI304) using friction drilling Arak University Faculty of Engineering Department of Mechanical Engineering.Thesis for the Degree of MSc Summer 2022 Sep. (In Persian)
10- Dehghan S, Ismail MI, Ariffin MK, Baharudin BT. Experimental investigation on friction drilling of titanium alloy. Eng Solid Mech. 2018 Feb 18;6(2):135-42