學位論文

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Subject: search.filters.subject.抗拉強度

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    應用田口法於AZ31鎂合金薄板摩擦攪拌銲接之最佳參數設計
    (2022) 鄭凱維; Cheng, Kai-Wei
    本研究使用精密型五軸加工機，配合自行設計得夾具夾持厚度為1 mm之AZ31鎂合金薄板試片，固定於工作平台上進行摩擦攪拌銲接，使用田口法減少實驗次數並找出最適參數組合以得到最佳的抗拉強度，用L9的田口直交表設計加工參數，三種因子與各三種水準分別為攪拌頭肩部尺寸(2、2.5、3 mm)、主軸轉速(14000、15000、16000 rpm)以及進給速度(5、10、15 mm/min)。銲接後再進行銲道的表面觀察、微硬度試驗、金相顯微組織觀察、拉伸試驗及掃描式電子顯微鏡觀測分析，實驗後得到以下幾項結論：1. 銲道的孔洞缺陷直接影響銲道的抗拉強度，從拉伸試驗的斷裂面能看出其斷裂位置並非原本的對接邊，而是銲道造成的孔洞處斷裂，抗拉強度最高的編號5試片其孔洞缺陷最小，抗拉強度最高，能判斷孔洞缺陷對銲道抗拉強度有非常大的負面影響。2. 最高的抗拉強度為編號五試片，其參數為2.5 mm肩部尺寸、15000 rpm、15 mm/min，抗拉強度為169.052 Mpa，約為母材強度的65%，最低的抗拉強度為編號1試片，其參數為2 mm肩部尺寸、14000 rpm及5 mm/min，抗拉強度為30.804 Mpa，為母材強度的11%。3. 編號5號試片出現延性破壞的酒窩狀(dimple)組織，顯示本試片在拉伸過程中產生了塑性變形，其他八組試片發現材料的斷面呈現劈裂面或自由表面，尚未完全塑性變形便破斷，可以得知其他組別試片的破斷面皆為脆性破壞。4. 透過田口法，找出之最適參數為A2(2.5 mm肩部尺寸)、B2(15000 rpm)、C3(15 mm/min)參數組合，其剛好為實驗參數配置的編號五號試片。
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    鋁合金薄板應用摩擦攪拌銲接之研究
    (2019) 張宇泰; Chang, Yu-Tai
    此研究利用現有鑽床進行加工，透過自行設計的自動進刀機構，並且安裝自製夾具夾持試片，將該機構固定於鑽床工作台上予以施銲，期許以較低成本進行摩擦攪拌銲接完成接合工作。實驗以三款不同自製攪拌棒(M1、M2、M3)對於1050的1mm薄鋁合金加工，並且藉由鑽床轉速(550RPM、1750RPM及3000RPM)及自動進給速率(30、50、60 mm/min)作為施銲參數。於施銲後進行銲道表面觀察、金相顯微實驗、微硬度試驗、抗拉試驗和掃描式電子顯微鏡分析及量測，瞭解加工後的機械性質。經研究獲得以下幾點結論： 1.M3刀刃因軸肩較小，與母材接觸面積小以至於無足夠摩擦熱，完全無法接合母材；經M2刀刃施銲後的試片，從金相組織觀察其材料融填效果差，抗拉伸強度極低，接合成效不佳；M1刀刃於高轉速抗拉強度有明顯提升，試片1-M1-C3的最大抗拉強度平均值為72.47 MPa，達母材(約120MPa)強度之68%，其次試片1-M1-C2抗拉強度達40.32MPa，所以較佳刀刃為M1。 2.經M1及M2攪拌棒加工後都有擠料、孔洞缺陷及類溝槽狀缺陷現象。以M1攪拌棒施銲之金相顯微組織其呈現類似沙漏狀結構的銲核區；M2攪拌棒施銲後的顯微組織則為長條結構的銲核區樣貌，但無論是何款攪拌棒其銲核區皆為非對稱。轉速低時攪拌較無足夠摩擦熱充填接合斷面；若轉速提高，接合區硬度下降，且硬度低於母材許多，銲核區缺陷也明顯增加，在銲道RS側的擠料問題及熱機影響區、熱影響區也較AS側明顯。 3.施銲試片經拉伸後觀察可發現其破斷面並無像母材一樣出現酒窩狀組織，而是呈現劈裂面，可見其未受到充分塑性變形即破壞，因此拉伸試驗之強度均低於母材；另從各破斷面亦可發現其有組織成長之特徵，顯示在摩擦攪拌銲接過程中，其溫度已達再結晶溫度以上，晶粒有成長之現象。