Мікроструктурний аналіз зварювання фрикційним перемішуванням алюмінієвого сплаву 6061, покритого мідною наноплівкою

Автори Sumanta Kumar Tripathy1 , Sanjay Kumar2, Azeez Mohammed Ali3
Приналежність

1Associate Professor, Department of Physics, Gayatri Vidya Parishad College of Engineering (A), Visakhapatnam, India

2Associate Professor, Department of Mechanical Engineering, Gayatri Vidya Parishad College of Engineering (A), Visakhapatnam, India

3PG Scholar, Department of Mechanical Engineering, Gayatri Vidya Parishad College of Engineering (A), Visakhapatnam, India

Е-mail tripathy@gvpce.ac.in
Випуск Том 13, Рік 2021, Номер 4
Дати Одержано 15 червня 2021; у відредагованій формі 15 серпня 2021; опубліковано online 20 серпня 2021
Посилання Sumanta Kumar Tripathy, Sanjay Kumar, Azeez Mohammed Ali, Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 4, 04037 (2021)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.13(4).04037
PACS Number(s) 68.37.Hk, 68.55. – a, 78.40. – q
Ключові слова Наноплівка міді, Зварювання фрикційним перемішуванням, Розмір зерна (6) , Швидкість обертання, Швидкість зварювання.
Анотація

У роботі представлено вплив різних вхідних параметрів процесу на розмір зерен алюмінієвого сплаву 6061, покритого мідною наноплівкою, при зварюванні фрикційним перемішуванням. У цьому експерименті мідна наноплівка формується методом термічного випаровування з боків пластин з алюмінієвого сплаву. Мідна плівка осідає всередині вакуумної камери під тиском 410 – 4 Торр і зі швидкістю осадження 4-6 ангстрем на секунду. Температуру підкладки підтримують від 40 до 45 С. Відстань між човном і підкладкою підтримується на рівні 10 см. Мідні наноплівкові покриття товщиною 300, 600 та 900 нм виготовляються на різних пластинах з алюмінієвого сплаву. Зварювальний апарат з фрикційним зварюванням використовується для стикового зварювання на алюмінієвому сплаві 6061, покритому мідною наноплівкою різної товщини. Площа зерна та периметр зерна слугують вихідними параметрами. На основі трьох вхідних параметрів, кожен на трьох рівнях, проводиться 9 експериментів із застосуванням ортогонального масиву Taguchi L9. Модель регресії також розроблена для прогнозування розміру зерна мікроструктури. Розмір зерна цих зразків відмічається за допомогою програмного забезпечення для аналізу зображень з перевернутим металургійним мікроскопом при збільшенні 200Х. Показано, що покриття мідною наноплівкою має значний вплив на площу зерна та периметр зерна. Збільшуючи товщину плівки з 600 до 1800 нм, середня площа зерна зменшується на 20,83 мкм2 і одночасно середній периметр зерна зменшується на 8,57 мкм. Крім того, мідне наноплівкове покриття має максимальний вплив на розмір зерна з наступною швидкістю зварювання та швидкістю обертання інструменту. Збільшуючи швидкість зварювання з 30 до 60 мм/хв, периметр зерна зменшується на 6,47 мкм, тоді як швидкість обертання має змішану реакцію.

Перелік посилань