Loading...

Joining of AA5052 Aluminum to C30S Polypropylene Sheets Using Friction Stir Welding

Shahmiri, Hamid Reza | 2015

920 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 47746 (07)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Materials Science and Engineering
  6. Advisor(s): Movahhedi, Mojtaba; Kokabi, Amir Hossein
  7. Abstract:
  8. Joining metals to polymers is an increasing demand in industry mainly due to weight savings. Polymer-metal hybrid structures are widely used in aerospace and automotive industries. However, dissimilar joining of polymer to metal is very difficult due to large mechanical and physical properties differences. Since conventional methods for joining polymers to metals have various limitations, it is necessary to employ new practical and environmental friendly joining processes. In this study, the feasibility of joining an aluminum alloy (AA5052) to polypropylene (C30S) sheets via friction stir welding was examined. Lap joint configuration was determined as the optimized configuration by analyzing preliminary samples. Investigated parameters include tool rotational speed (800, 1000 and 1200 rpm), tool transverse speed (50, 70 and 100 mm/min), pin plunge depth (0.5 and 1.5 mm) and polymer covering plate. For assessing shear strength and local hardness of the joints, lap shear and microhardness tests were conducted. Optical microscopy and FEM-EDS were utilized for microstuctural studies as well as determining joining mechanism. The maximum shear strength of 5.1 MPa (approximately 20% of polymer shear strength) was obtained at tool rotational and transverse speeds of 800 rpm and 70 mm/min, respectively. As a general trend, the shear strength of the joints decreased with increasing the heat input. FE-SEM images showed a distinctive, interaction layer at polymer/aluminum interface consisted of C, O and Al, according to EDS analysis. The adhesion of this layer to the matrix was weak. Joint samples with polymer covering plate had superior strength than those without covering plate. Results showed that the main joining mechanism is mechanical interlocking
  9. Keywords:
  10. Friction Stir Welding ; Polypropylene ; Polymers ; Aluminum ; Tensile-shear Strength ; Tensile Test ; Dissimilar Joint

 Digital Object List

 Bookmark

  • تصویبنامه
  • به نام خدا
  • دانشگاه صنعتي شريف
  • دانشکده مهندسی و علم مواد
  • پایاننامه کارشناسي ارشد
  • تشكر و قدرداني:
  • چکیده
  • فهرست مطالب
  • فهرست جدول ها
  • فهرست شکل‌ها
  • فصل1 فصل 1 معرفی پژوهش
  • فصل2 فصل 2 مبانی نظری و پیشینه پژوهش
    • 2-1 مقدمه
    • 2-2 اصول فرآیند جوشکاری اصطکاکی-تلاطمی
    • 2-3 جوشکاری اصطکاکی-تلاطمی لبه‌ روی‌هم
    • 2-4 جوشکاری اصطکاکی-تلاطمی نقطه‌ای
    • 2-5 جوشکاری پلیمر-پلیمر
    • 2-6 اتصال فلز-پلیمر
      • 2-6-1 مقدمه
      • 2-6-2 اتصال مکانیکی
      • 2-6-3 اتصال چسب
      • 2-6-4 جوشکاری فلز-پلیمر
    • 2-7 هدف پژوهش
  • فصل3 فصل 3 روش پژوهش
    • 3-1 مواد اولیه
    • 3-2 ابزار جوشکاری اصطکاکی- تلاطمی
    • 3-3 تهیه نمونه‌ها با فرآیند جوشکاری اصطکاکی- تلاطمی
    • 3-4 آزمون‌های مکانیکی
    • 3-5 بررسی‌های ریزساختاری
  • فصل4 فصل 4 تجزیه و تحلیل یافته‏ها
    • 4-1 مقدمه
    • 4-2 تعیین طرح‌اتصال مناسب
    • 4-3 تاثیر متغیرهای فرآیند بر ظاهر اتصال
    • 4-4 تاثیر متغیرهای فرآیند بر خواص مکانیکی اتصال
      • 4-4-1 نتایج آزمون کشش-برش و مقایسه‌ی آنها با نتایج پژوهش‌های دیگر
      • 4-4-2 تاثیر عمق نفوذ ابزار بر استحکام برشی اتصال
      • 4-4-3 تاثیر سرعت خطی و چرخشی ابزار بر استحکام برشی اتصال
      • 4-4-4 تاثیر پوشاننده‌ی ورق پلیمری بر استحکام برشی اتصال
      • 4-4-5 نتایج آزمون ریزسختی‌سنجی
    • 4-5 بررسی اثر متغیرهای فرآیند بر نحوه‌ی اختلاط مواد و عیوب ایجادشده در ناحیه‌ی اتصال
    • 4-6 بررسی ارتباط استحکام برشی با نحوه‌ی اختلاط مواد و عیوب ایجاد‌شده در ناحیه‌ی اتصال
    • 4-7 بررسی‌های ریزساختاری
      • 4-7-1 بررسی تصاویر ریزساختاری آلومینیوم
      • 4-7-2 بررسی لایه‌ی برهمکنشی با میکروسکوپ الکترونی روبشی
    • refrences.pdf
      • مراجع
  • فصل5 فصل 5 نتیجه‏گیری و پیشنهادها
    • 5-1 نتیجه‏گیری
    • 5-2 پیشنهادها
...see more