Abstract
Bobbin friction stir welding (BFSW) is special kind of friction stir welding. This investigation aims to develop empirical models through mathematical relationships between the welding process parameters and mechanical properties of Aluminum alloy AA6061-T6 welded joint created by using bobbin tool and to find the optimum welding parameters. The welding speed range (40-200 mm/min) and rotational speed range (340-930 rpm) were utilized (as the used input factors) to find their effects on elongation, tensile strength and maximum bending force as the main responses. These models were built using Design of Experiment (DOE) software ‘version 10’ with Response Surface Methodology (RSM) technique. The models adequacy were tested via the (ANOVA) analysis. The obtained models appeared that as the welding speed or rotational speed increases, the elongation, tensile strength and maximum bending force of the welded joint firstly rise to a maximum value and then drop. The optimum welding parameters were rotational speed (623.949 rpm) and welding speed (128.795 mm/min) with (6.33%), (204 MPa) and (6.216 KN) of elongation, tensile strength and maximum bending force, respectively. A proper harmonization was obtained between the models predicted results and the optimized ones with actual trial with 95% level of confidence.
Keywords
Bobbin FSW
Modeling and Optimization
Response Surface Methodology
Abstract
اللحام بالخلط الاحتكاكي نوع (bobbin) نوع خاص من اللحام بالخلط الاحتكاكي. تهدف هذه الدراسة الى عمل نماذج تجريبية من خلال علاقات رياضية بين عوامل اللحام و الخواص الميكانيكية لوصلات اللحام لسبيكة المنيوم (AA6061-T6) تم لحامها بأداة لحام نوع (bobbin) و أيجاد عوامل اللحام المثالية. مديات للسرعة الدورانية هو (340-930 دورة/دقيقة) ولسرعة اللحام هو (40-200 ملم/دقيقة) والتي استخدمت كعوامل ادخال للحصول على تأثيرها على الاستطالة، مقاومة الشد و اقصى قوة انحناء بوصفها الاستجابات الرئيسية. هذه النماذج اسست على منهجية الاستجابة السطحية (RSM) في برنامج التصميم التجريبي "الاصدار العاشر". باستعمال تحليل التباين (ANOVA) تم التأكد من صلاحيتها. هذه النماذج اظهرت بانه عند زيادة سرعة اللحام او السرعة الدورانية فأن الاستطالة، مقاومة الشد و قوة الانحناء القصوى تصل الى اقصى قيمة في البداية ومن ثم تقل. كانت عوامل اللحام المثالية هي(623.949 دورة/دقيقة) للسرعة الدورانية و (128.795 ملم/دقيقة) للخطية مع استطالة (6.33%) و مقاومة شد (204 ميكا باسكال) و أقصى قوة انحناء (6.216 كيلو نيوتن). وجد توافق جيد بين النتائج المتحصلة من النماذج الرياضية والتجريبية عند العوامل المثالية بمستوى ثقة 95%.
Keywords
النمذجة و الأمثلية.
لحام الخلط الاحتكاكي، منهجية الاستجابة السطحية