마찰교반용접 최적화: 지속가능 제조

이 연구는 이종 알루미늄 합금(Al 2024 및 Al 7050)의 마찰교반용접(FSW)에서 접합 성능 향상을 위한 공정 변수 최적화에 중점을 두었습니다. 특히 툴 숄더-핀 직경 비율(SP), 툴 회전 속도(RS), 툴 이송 속도(TF)를 핵심 변수로 설정했습니다. 최적화를 위해 반응 표면 방법론(RSM)과 두 가지 의사결정 기법인 그레이 관계 분석(GRA) 및 이상해 유사도 기반 선호 순위 기법(TOPSIS)을 결합한 하이브리드 접근 방식을 적용했습니다. 실험 계획은 면심 Box-Behnken 설계(FBBD)를 사용하여 수립되었습니다. ANOVA 분석 결과, RS와 TF의 상호작용이 인장강도(UTS)에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. RSM-TOPSIS는 SP 2.5, TF 40 mm/min, RS 1200 rpm에서 UTS 509.6 MPa, 연신율 11.9%, 경도 109.2 Hv를 달성하는 최적 조건을 제시했습니다. 반면, RSM-GRA는 SP 2.5, RS 900 rpm, TF 50 mm/min에서 UTS 508.3 MPa, 연신율 12.1%, 경도 114.9 Hv를 도출했습니다. 두 방법 모두 유사한 인장강도를 보였지만, RSM-GRA는 연신율과 경도에서 더 우수한 결과를 보여 향상된 연성과 표면 무결성을 시사했습니다. 이러한 결과는 지속가능한 제조에 기여하며, 산업 응용 분야에서 FSW 최적화를 위한 귀중한 통찰력을 제공합니다.