مناقشة أطروحة الدكتوراه للطالبة رشا محمد حسين في قسم الهندسة الميكانيكية عن البحث الموسوم تاثير السفع بالليزر و الكريات على نمو الشق بالكلال في ملحومة المزج الاحتكاكي لصفائح سبائك الالمنيوم غير المتشابهة في يوم الخميس الموافق 19/5/ 2022 وبأشراف ا.د محسن عبد الله الشمري
وقد تشكلت لجنة المناقشة من السادة
- اللقب العلمي أ.د محمد قاسم عبد الله جامعة بغداد / كلية الهندسة رئيسا
- اللقب العلمي أ.د مهند لفتة شلاكة جامعة الكوفة / كلية الهندسة عضوا
- اللقب العلمي أ.د صادق حسين باخي الجامعة التكنولوجية / كلية الهندسة عضوا
- اللقب العلمي أ.م.د باسم شاهين بجاي جامعة بغداد / كلية الهندسة مشرفا
- اللقب العلمي أ.م.د سهير غازي حسين جامعة بغداد / كلية الهندسة مشرفا
- اللقب العلمي أ.د محسن عبد الله عبد الحسين جامعة بغداد / كلية الهندسة مشرفا
تناول البحث
ملخص عن الرسالة / الاطروحة
لحام المزج الاحتكاكيFSW هو عملية من عمليات اللحام بالحالة الصلبة التي تستخدم في ربط المعادن, ويدخل هذا النوع من اللحام في تطبيقات صناعية عديدة مثل اللحام في الطائرات والسيارات والسفن. ينتج عن أي عملية لحام اجهادات شدية متبقية لكن ما يميز وصلة اللحام بالمزج الاحتكاكي هو قيمه هذه الاجهادات الشدية المتبقية اقل من باقي انواع عمليات اللحام. ان الهدف الرئيسي من هذا البحث هو الحد من نمو الشقوق التي تنتج عند لحام ألواح الألومنيوم الغير المتشابهة بعملية اللحام بالمزج الاحتكاكي عن طريق توليد اجهادات انضغاطية متبقية للتخلص من الاجهادات الشدية المتبقية. في هذا البحث تم تقسيم مجاميع اللحام الى مجموعتين ، المجموعة الأولى هي لحام مواد مركبة ذات اساس من الالمنيوم AMMCs ومدعمة بنسبة 0.2٪ كربيد السيلكون إلى سبيكة Al7075-T6. اما المجموعة الثانية هي لحام Al2024-T3 مع Al7075-T6. تم لحم المجموعة الأولى بعد اختيار النسبة الوزنية المناسبة عن طريق تطبيق الشبكات العصبية الصناعية على النتائج العملية (الخواص الفيزيائية والميكانيكية). وتم ملاحظة تدهور الخصائص الميكانيكية لـ AMMCs مع زيادة SiC ، مما أدى إلى تقليل مواصفات اللحام للمجموعة الأولى وإيقاف هذا الجزء من العمل.
المجموعة الثانية تتكون من لحام غير متماثل Al7075-T6 مع Al2024-T3 في ظروف مختلفة تم تحديدها باستخدام التصميم التجريبي. تم استخدام ثلاث سرعات دوران مختلفة (710 ، 1120 ، 1800) دورة في الدقيقة ، وثلاث سرعات لحام (25 ، 50 و 77) ملم / دقيقة وثلاثة أشكال من أداة اللحام (سداسية ، مربعة ، أسطوانية). وتم تحديد الظروف المثلى للحام بواسطة طريقة مطورة وهجينة من Particle swarm optimization (PSO) ومقارنتها بالنتيجة التجريبية وكانت عند (710 دورة في الدقيقة ، 25 مم / دقيقة ، وشكل سداسي لاداة اللحام) بكفاءة لحام 80٪. تم استخدام برنامج ABAQUS لمحاكاة عملية FSW بنوع عنصر C3D8RT وجميع العمليات المستخدمة في هذا البحث مع تقارب جيد جدًا مع النتائج التجريبية بنسبة تباعد بين النتائج (11%). تم اشتقاق معادلة جديدة لحساب كمية الحرارة المتولدة نتيجة الاحتكاك من اداة اللحام ذات الشكل السداسي وقد تم استخدامها في المحاكاة العددية.
تم تصميم وتصنيع جهازجديد لاستخدامه في عملية السفع بالكرات على خط اللحام فقط لمنع الطلقات غير الضرورية من ضرب العينة وتكوين الدمامل التي تعمل على تركيز الاجهادات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الميزة الأخرى للجهاز القيام بعملية السفع بالكرات في زوايا مختلفة وسرعات مختلفة وأقطار مختلفة للكرات. أيضًا ، تم استخدام الطريقة المطورة والهجينة من خوارزمية سرب الطيور للحصول على الظروف المثلى لعملية السفع وكانت (2 بار ، 2.25 مم ، 0 درجة) مع إجهاد اقصى 395 ميكاباسكال مما يؤدي إلى تحسين في عملية FSW بنسبة 1.6٪ .
تم إجراء القذف بالليزر باستخدام جهاز متخصص وهيكل خاص تم تصنيعه لهذا الغرض حيث تم استخدام هلام التبريد لتغطية العينة أثناء عملية القذف بالليزر. باستخدام ليزر نوع Q-switch Nd: YAG laser ذي طول موجي 1064 نانومتر مع زمن السفع 10 نانو ثانية و طاقتين مختلفتين (140mJ و 260mJ). وكانت نسبة التحسين في الإجهاد الاقصى هو 4.3٪ ، عندما يتم تطبيق القذف الليزر مع طاقة mJ260.
تم إجراء الاختبارات المعدنية (المجهر الضوئي ، SEM و EDS) و الميكانيكية (الصلادة الدقيقة ، والشد ، والتعب المحوري ، ونمو شقوق الكلال) على كل عينة في الظروف المثلى.
وقد أظهرت النتائج أنه يمكن التخلص من الاجهادات المتبقية الناتجة من FSW باستخدام عمليات القذف بالليزر وعمليات السفع بالكرات عن طريق توليد اجهادات ضغطية متبقية بقيم 72.07MPaو MPa15.03 على التوالي.
وفقًا لاجهادات الضغطية المتبقية المتولدة ، يتم تقليل معدل نمو الشقوق إلى 29٪ للسفع بالكرات و 54٪ للقذف بالليزر.
