Title of article :
Investigation of Carbon Fiber Reinforced Polymer Composite Welding with a New Tool in Friction Stir Welding Method
Author/Authors :
Goli Bidgoli, M Department of Mechanical Engineering Manufacturing - Parsian Nonprofit Higher Education Center of Qazvin, Qazvin, Iran , Ranjbaran, A Department of Mechanical Engineering - Karaj Branch Islamic Azad University, Karaj, Iran , Mirzavand, K Department of Materials Engineering - Imam Khomeini International University of Qazvin, Qazvin, Iran , Shajari, Y School of Materials Engineering - Materials and Energy Research Center, Karaj, Iran , Seyedraoufi, Z.S Department of Metallurgy and Material Engineering - Karaj Branch Islamic Azad University, Karaj, Iran , Porhonar, M Department of Metallurgy and Material Engineering - Karaj Branch Islamic Azad University, Karaj, Iran
Pages :
6
From page :
860
To page :
865
Abstract :
Application of thermoplastic materials has increased dramatically in recent decades due to its recyclability, low density, resistance to chemical changes. The friction stir welding process is one of the new methods of solid state welding, which has recently undergone a significant improvement. In this research, using a new tool Made of plain carbon steel st37 in friction stir welding and low cost turning machine, composite sheets of thermoplastic polymer base have 12% continuous carbon fiber in the form of buttocks with two rotational speeds of 250 and 355 rpm and two advance speeds of 5/6 and 9 mm/min Optical microscope images (OM) showed the complete connection of materials. Increasing the inlet temperature resulted in the formation and growth of cavities and converting them into tunnel cavities. In general, the parameters affecting the connection quality in this study included the main shoulder diameter and rotational speed, so that, based on the results of scanning electron microscopy (SEM), the increase in rotational speed resulted in the grinding of continuous carbon fibers and thus increased tensile strength. The results of the tensile test showed that the failure of the samples is due to microstructural changes in the HAZ, in the joint zone of the welding zone and the base materials. According to the results, it can be said that using this new tool in the friction stir welding method, because of the reduction of rotational speed compared to previous studies and the lack of use of a multi-axial milling machine, can save energy.
Farsi abstract :
كاربرد مواد گرمانرم در دهه هاي اخير به علت قابليت بازيافت مجدد، چگالي پايين، مقاومت دربرابر تغييرات شيميايي افزايش چشمگيري يافته است. فرايند جوشكاري اصطكاكي تلاطمي يكي از روش هاي نوين جوشكاري حالت جامد است كه اخيرا پيشرفت قابل ملاحظه اي در آن صورت گرفته است. در اين تحقيق، با استفاده از يك ابزار جديد از جنس فولاد ساده كربني st37 در جوشكاري اصطكاكي تلاطمي و دستگاه ارزان قيمت تراشكاري، ورق هاي مواد كامپوزيت پايه پليمري گرمانرم داراي 21 % الياف پيوسته كربن به صورت لب به لب با دو سرعت چرخشي 152 و 555 دور بر دقيقه و دو سرعت پيشروي 6/5 و 9 ميليمتر بر دقيقه اتصال داده شدند. تصاوير ميكروسكوپ نوري (OM) اتصال كامل مواد را نشان داد. افزايش حرارت ورودي منجر به تشكيل و رشد حفرات و تبديل آنها به حفرات تونلي گرديد. به طور كلي پارامترهاي موثر بر كيفيت اتصال در اين پژوهش شامل قطر شانه اصلي و سرعت چرخشي بودند؛ به طوري كه بر اساس نتايج ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) افزايش سرعت چرخشي منجر به خردايش الياف هاي پيوسته كربن و در نتيجه افزايش استحكام كششي شد. نتايج آزمون كشش نشان داد كه شكست نمونه ها به علت تغييرات ريزساختاري در HAZ ، در فصل مشترك منطقه جوش و مواد پايه صورت مي گيرد. مطابق نتايج حاصل مي توان بيان نمود كه با استفاده از اين ابزار جديد در روش جوشكاري اصطكاكي تلاطمي، به دليل كاهش سرعت دوراني در مقايسه با تحقيقات مشابه قبلي و استفاده نكردن از دستگاه فرز چند محوره سنگين، صرفه جويي در مصرف انرژي اتفاق مي افتد.
Keywords :
Polymer Composite , Carbon Fiber , Friction Stir Welding , New Tools , Tensile Strength
Serial Year :
2019
Record number :
2496513
Link To Document :
بازگشت