學位論文
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Item AA7075鋁合金與Ti-6Al-4V合金摩擦攪拌銲接微觀組織與機械性質研究(2021) 鄭元愷; Cheng, Yuan-Kai本研究選用Ti-6Al-4V合金與AA7075合金，以FSW進行AA7075/ AA7075、AA7075/ Ti-6Al-4V 同質與異質的接合。找出合適的銲接參數後，對同質銲件施以T6銲後熱處理，比較T6銲後熱處理對機械性質之影響，並對各組銲接條件進行機械性質、微觀組織與電化學抗腐蝕性探討。在AA7075/ AA7075同質FSW研究結果顯示，以圓錐攪拌銷可以成功接合的條件需以較高熱量輸入，接合後攪拌區因動態再結晶而產生晶粒細化，而熱影響區則有晶粒粗大化現象，導致銲道附近之硬度下降。同質銲件施以T6銲後熱處理後銲道整體硬度均提升到原有母材硬度，銲件最大抗拉強度達到489.8 MPa，為鋁合金母材強度之82%，但延伸率則至7.3%。而AA7075/ Ti-6Al-4V異質FSW研究結果顯示，若以較高熱量輸入之銲接參數進行接合，將因兩合金之熱膨脹程度不一在銲道產生裂縫。根據EPMA觀察結果顯示，在兩種合金界面出現金屬間化合物(IMC)，IMC的厚度與形成的形式隨轉速而改變，無論轉速高低皆在界面處量測到鈦元素擴散至鋁合金，擴散範圍與轉速高低成正比。銲接參數為540 rpm – 60 mm/min時有最高抗拉強度248.44 MPa，為鋁合金母材強度之41%。電化學腐蝕試驗結果顯示，AA7075因FSW後銲道產生晶粒細化效果，導致單位面積下有更多連續晶界存在，引起更多晶界的腐蝕行為，因此抗腐蝕性較母材差。Ti-6Al-4V則因FSW攪拌棒肩部接觸之銲道表面晶粒尺寸較母材區域小，有更多鈍化膜成核點的形成，因此其抗腐蝕性優於其母材。Item 鋁合金與ABS塑膠板材異質接合之單懸臂振動壽命研究(2018) 陳宥蓁; Chen, Yu-Chen本研究採用5052鋁合金與ABS塑膠進行超音波接合，並探討其振動壽命及拉剪強度。在試片接合之前，先使用CNC銑床在鋁合金接合面(30 mm×30 mm)鑽微陣列孔洞，再使用超音波銲接機搭接鋁合金與ABS試片，透過超音波銲接機產生的劇烈振動，使試片界面因摩擦熱而產生局部高溫，讓熔融ABS流入鋁合金孔洞內。為了提高試片的接合強度，在試片界面間添加ABS與稻殼灰質的摻雜粉末，由於稻殼燃燒後殘留的稻殼灰質含有大量二氧化矽，摻入試片界面，能提高軟材(ABS)的硬度，進而改善接合強度。 實驗前會先使用模擬軟體評估鋁合金和ABS接合後的自然頻率和振動模態，透過模擬可以瞭解試片最大位移發生位置，並預測試片的斷裂行為。此外，使用雷射都普勒振動儀（LDV）測量實際試片的振動模態輔助模擬不足的地方。透過振動實驗結果顯示，在相同孔洞深度1.5 mm且熔接時間2.5秒下，試片添加0.01 g稻殼灰質後比無添加之試片提升26 %的振動壽命；拉剪強度則由2.71 kN提升至3.59 kN，增加32 %的接合強度。若縮短孔洞深度至1.0 mm其拉剪強度提升效果更為明顯，由3.01 kN提高至4.35 kN，提高44%的接合強度，明顯能幫助塑膠與鋁合金的接合。此外，透過改變熔接時間比較試片的振動壽命和拉剪強度，發現同樣添加0.2 g ABS粉末且孔洞深度1.5 mm下，試片在熔接時間3秒的平均振動壽命為132.5 cycles，比熔接時間2.5秒的平均振動壽命110 cycles 提高20 %；拉剪強度則由2.71 kN提升至2.98 kN，提高10 %的接合強度。