Page 42 - Zmist-n2-2015

contribution of the rotational speed, welding
speed, and axial force are shown in Fig. 5. It
must be noted that the above combination of
factor levels A 2, B 2, C 2 are not among the
nine combinations tested for the experiment.
This is expected because of the multifactor
nature of the experimental design employed.
The optimum parameter value of tensile
Fig. 5. The % contribution of factors into
strength is predicted at the parameters. The
mean values: I – rotation speed; II – wel-
estimated mean of the response characteris-
ding speed; III – axial force; IV – error.
tics for tensile strength can be computed as
Tensile strength = RS 2 + WS 2 + AF 2 – 2T, (2)
where RS 2 is the average tensile strength at the second level of rotational speed,
1400 rpm; WS 2 is the average tensile strength at the second level of welding speed,
50 mm/min; AF 2 is the average tensile strength at the second level of axial force 4 kN.
Substituting the values of various terms in equation (2), we get
Tensile strength = 175.11 + 173 + 165.44 – 2 ´ 150.15 = 213.25 MPa.
CONCLUSIONS
The percentage contributions of FSW process parameters were determined. It was
found that the tool rotational speed had 44% contribution, welding speed – 36%
contribution, and axial force – 17% contribution to tensile strength of the welded joints.
The optimum value of the process parameters namely, rotational speed, welding speed
and axial force, are found to be 1400 rpm, 50 mm/min and 4 kN, respectively.
РЕЗЮМЕ. Досліджували зварювання тертям з перемішуванням (FSW) магнієвих
сплавів, литих матеріалів AZ91D та вивчали їх границю міцності на розрив. Оцінювали
параметри процесу FSW, а саме: швидкість обертання інструменту, швидкість зварюван-
ня та дію осьового навантаження на границю міцності на розрив, використовуючи прист-
рій Тагучі, та оптимізаційний підхід. Оптимізацію параметрів проводили за методикою
ANOVA та із врахуванням процентного внеску параметрів процесу.
РЕЗЮМЕ. Исследовали сварку трением с перемешиванием (FSW) магниевых спла-
вов, литых материалов AZ91D и изучали их предел прочности на разрыв. Оценивали па-
раметры процесса FSW, а именно: скорость вращения инструмента, скорость сварки и
действие осевой нагрузки на предел прочности на разрыв, используя установку Тагучи, и
оптимизационный подход. Оптимизацию параметров проводили по методике ANOVA и с
учетом процентного взноса параметров процесса.
1. Yuh J., Chao X. Qi, and Tang W. Heat transfer in friction stir welding – experimental and
numerical studies // Transact. ASME. – 2003. – 125. – P. 138–144.
2. Mechanical properties of friction stir welded joints of 1050 – H24 aluminium alloy / H. J. Liu,
H. Fujii, M. Maeda, and K. Nogi // Scie. and Techn. Weld. and Join. – 2003. – 8. – P. 450–454.
3. The Joint Characteristics of friction stir welded AZ91D magnesium alloy / Won-Bae Lee, Jong
Woong Kim, Yun-Mo Yeon and Seung-Boo Jung // Mater. Transact. – 2003. – 44. – P. 917–923.
4. Elangovan K. and Balasubramanian V. Influences of pin profile and rotational speed of the
tool on the formation of friction stir processing zone in AA2219 aluminium alloy // Mater.
Scie. and Engng. – 2007. – № 459. – P. 7–18.
5. Padmanaban G. and Balasubramanian V. An experimental investigation on friction stir wel-
ding of AZ31B magnesium alloy // Int. J. Adv. Manufact. Technol. – 2010. – 49. – P. 111–121.
6. Naveen Sait A., Aravindan S., and Noorul Haq A. Optimisation of machining parameters of
glass-fibre-reinforce plastic (GFRP) pipes by desirability function analysis using Taguchi
technique // Ibid. – 2009. – 43. – P. 581–589.
7. Mavruz Serin and Tugrul Ogulata R. Taguchi approach for the optimisation of the bursting
strength of knitted fabrics // Fibres & Textiles in Eastern Europe. – 2010. – 18. – P. 78–83.
8. http://design-expert2.software.informer.com

Received 07.04.2014
41