عنوان پایان‌نامه
بررسی و بهینه سازی پارامتر های فرآیند جوش التراسونیک برای جوشکاری صفحات نازک پلیمر
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1738;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44383;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1738;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44383
- تاریخ دفاع
- ۱۹ بهمن ۱۳۸۸
- دانشجو
- علی نوروزی
- استاد راهنما
- محسن حامدی
- چکیده
- در جوشکاری قطعات با امواج التراسونیک از انرژی صوت با فرکانس بالا برای اتصال قطعات فلزی و یا غیر فلزی استفاده می شود. این فرآیند یکی از معدود روش هایی است که قادر است صفحات نازک همجنس و یا غیر همجنس را بدون هیچگونه مواد افزودنی به هم متصل نماید. مزیت این روش در اتصال صفحات نازک پلیمری بدون تغییرشکل های ناخواسته، و یا افزودن صفحاتی از جنس های متفاوت است که تنوع کاربری آن را افزایش داده است. از دیگر مزایای این روش می توان به راندمان بالا و قابلیت اتوماسیون آن، سرعت بالای جوشکاری و تمیز بودن آن اشاره نمود. کاربرد این روش در داخل کشور به دلیل جوان بودن صنعت محدود و لزوم مطالعه ی بیشتر برروی آن بسیار محسوس است. به ویژه آنکه استفاده از این روش در تولید انبوه، کاهش چشمگیر در زمان و هزینه های تولیدی را در بر خواهد داشت. ابتدا مطالعاتی در مورد پیشینه ی پژوهش و پارامترها و عوامل موثر در استحکام اتصالات جوشی پلیمرهای هم جنس و غیرهم جنس انجام شده و سپس با انتخاب این پارامترها و استفاده از تکنیک طراحی آزمایشها (DOE) آزمایشهایی که بتوانند نتایج قابل استناد آماری را به دست دهند طراحی گردید. در این آزمایش ها ابتدا تاثیر پارامترهای فرآیند از جمله زمان جوش، فشار اعمالی و دامنه نوسانات، در جوشکاری ABS-PMMA بررسی گردید و در مرحله بعد با افزودن دو پارامتر دما و اندازه قطعه، اثر پارامترهای فرایند در استحکام و اندازه جوش ABS-ABS مورد سنجش قرار گرفت. نتایج آزمایشها به کمک نرم افزار MINITAB ارزیابی و بر اساس این نتایج، مشخص گردید که در جوش ABS-PMMA، فشار، زمان و دامنه به ترتیب بیشترین تاثیر را در استحکام جوش، با در نظر گرفتن کیفیت جوش دارند. در عین حال با تحلیل واریانس مشخص شد که تاثیر پارامترهای دامنه و فشار مستقل از هم نبوده و استحکام اتصال در هر سطح از این دو پارامتر به سطح پارامتر دیگر بستگی دارد. این در حالی است که اثرهای متقابل دیگر پارامترها چندان چشمگیر نبودند. در اتصال ABS-ABS نیز، استحکام جوش به ترتیب با افزایش دامنه، زمان و فشار افزایش یافته ولی با افزایش دما کاهش چشمگیری می یابد. در عین حال، افزایش مقادیر دما و فشار بیشترین تاثیرها را در افزایش سطح مقطع نقطه جوش داشته و پس از آن، زمان جوش و دامنه نوسانات قرار دارند. از نمودارها برمی آید که افزایش اندازه قطعه ها، باعث افزایش
- Abstract
- Nowadays fabricating plastic parts plays a great role in manufacturing operations. Welding plastic parts is an indispensable process in industrial fabrication. There are so many ways to join plastic parts. The most important aspect is the automation capability of the process which is prominent in mass production. Ultrasonic Plastic Welding (U.S.W.) is a novel method in welding and joining polymeric materials. In some cases, welding of polymers is accomplished below melting points of the parts. In this thesis, ABS (Acrylonitrile-butadiene-styrene) and PMMA (Poly Methyl Methacrylate) are the polymers which are used to study the effects of U.S.W. machine parameters such as weld time, vibration amplitude, and pressure on the strength of their joints. In addition, the effect of preheating and piece size on the strength and joint size of ABS-ABS parts with a glance of energy consumption of the welding machine was studied. Although it was derived that preheating causes increase in weld size of ABS-ABS parts, but it reduces weld strength by smoothing the flash flow of the melted material in the welded area. Comparing the joint area in both temperature conditions shows that even though welding in room temperature results in rough welded area, but the joint strength in some conditions are approximately equivalent to the base material strength. By increasing the piece size, the joint size increases. At last it was concluded that pressure and weld time has the most influence on the weld strength of the ABS-PMMA parts and the vibration amplitude has the least one, while the weld time and vibration amplitude has the most influence on the ABS-ABS parts and pressure has the least one. The results would optimize the joint strength of the ABS-ABS and ABS-PMMA parts. As the ABS and PMMA are of the most usable polymers in industries, choosing the machine parameters in order to increase the strength and the joint size of the weldments while decreasing the energy consumption of the we
