وقتی پناهندگان سیاسی به پناهندگان اقلیمی تبدیل می شوند

تشنه پس انداز هستید؟ غذاها و نوشیدنی های مقرون به صرفه را در قهوه HDB خود کشف کنید…

ادامه ...

Friday, 2 June , 2023
امروز : جمعه, ۱۲ خرداد , ۱۴۰۲

اخبار ویژه »

شناسه خبر : 20842

ارسال

پرینتخانه » مقالات خارجی شهرسازی تاریخ انتشار : 26 می 2023 - 4:30 | 12 بازدید | ارسال توسط : shahrsaz

پایان نامه پایداری، جلد. ۱۵، صفحات ۸۶۵۰: مقایسه امتیاز پایداری استراتژی های جوشکاری برای ساخت قطعات حمل و نقل الکتریکی

پایداری، جلد. ۱۵، صفحات ۸۶۵۰: مقایسه امتیاز پایداری استراتژی های جوشکاری برای ساخت قطعات حمل و نقل الکتریکی | ۲۰۲۳-۰۵-۲۶ ۰۴:۳۰:۰۰ دسترسی آزادمقاله مقایسه امتیاز پایداری استراتژی های جوشکاری برای ساخت قطعات حمل و نقل الکتریکی توسط الیزابت هویوس ۱،*، ماریا کامیلا سرنا ۱، جرون دی باکر ۲ و جاناتان مارتین ۲ ۱ گروه مهندسی […]

پایداری، جلد. 15، صفحات 8650: مقایسه امتیاز پایداری استراتژی های جوشکاری برای ساخت قطعات حمل و نقل الکتریکی

پایداری، جلد. ۱۵، صفحات ۸۶۵۰: مقایسه امتیاز پایداری استراتژی های جوشکاری برای ساخت قطعات حمل و نقل الکتریکی
| ۲۰۲۳-۰۵-۲۶ ۰۴:۳۰:۰۰

دسترسی آزادمقاله

مقایسه امتیاز پایداری استراتژی های جوشکاری برای ساخت قطعات حمل و نقل الکتریکی

توسط

^۱،*،

^۱،

^۲ و

^۲

^۱

گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه EIA، Envigado 055428، کلمبیا

^۲

بخش جوشکاری و پردازش اصطکاکی، TWI Ltd.، کمبریج CB21 6AL، انگلستان

نویسنده ای که مسئول است باید ذکر شود.

پایداری ۲۰۲۳، ۱۵(۱۱), ۸۶۵۰; https://doi.org/10.3390/su15118650 (ثبت DOI)

دریافت: ۲۳ فوریه ۲۰۲۳
/
بازبینی شده: ۲۸ آوریل ۲۰۲۳
/
پذیرش: ۱۸ مه ۲۰۲۳
/
تاریخ انتشار: ۲۶ مه ۲۰۲۳

(این مقاله متعلق به شماره ویژه است وسایل نقلیه الکتریکی و فراتر از آن: ارزیابی تأثیر فناوری های مخرب برای حمل و نقل جاده ای)

دانلود

ارقام را مرور کنید

بررسی گزارش ها
نسخه ها یادداشت ها

خلاصه

از امتیازات پایداری می توان برای ارزیابی استراتژی های تولید استفاده کرد و یک گام فراتر از ارزیابی اقتصادی استاندارد رفت. این کار از یک روش پیشنهادی قبلی برای ارزیابی دو مورد از رایج ترین فرآیندهای جوشکاری برای آلیاژهای آلومینیوم استفاده می کند که به طور خاص در ساخت قطعات برای صنعت حمل و نقل بر اساس مزایای آنها در تولید قطعات سبک وزن و کارآمد از ابعاد استفاده می شود. برای مقایسه و به عنوان اثبات مفهوم، دو روش جوشکاری انتخاب شدند: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) و گاز تنگستن جوشکاری قوس الکتریکی (GTAW). FSW به نمره کلی پایداری بالاتری دست یافت. مقادیر برای یک محصول آلومینیومی موجود محاسبه شد که بخشی از سیستم باز و بسته شدن درب قطار برقی بود و امتیاز نهایی ۰٫۷۸ از FSW در مقایسه با ۰٫۶۹ از GTAW بود که در FSW 11٪ بیشتر از قوس معمولی بود. فرآیند جوشکاری تجزیه و تحلیل انجام شده شامل اثرات اقتصادی، فیزیکی، اجتماعی و زیست محیطی بود. در نهایت، یک مثال مربوط به مولفه EV فعلی توضیح داده شده و همراه با طرحی برای تعیین بهترین فرآیند جوشکاری برای یک کاربرد خاص در نظر گرفته شده است و با محاسبات، امتیاز به دست آمده برای GTAW 0.43 و ۰٫۶۸ برای FSW بود که ۳۶٪ بود. بالاتر از نتیجه فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی معمولی است.

کلید واژه ها:

پایداری; وسایل نقلیه الکتریکی; جوشکاری; سیستم راه آهن

۱٫ معرفی

هدف اصلی مقاله ارائه مقایسه ای بین فرآیندهای مختلف جوشکاری از نظر پایداری می باشد. این کار بر روی دو کاربرد مختلف متمرکز شده است، سینی های باتری ماشین الکتریکی (EV) و جزء درب یک قطار الکتریکی، و هر دو نتیجه به صورت کمی ارائه شده اند تا نشان دهند کدام فرآیند از نظر هر شاخص بهترین است.

از اوایل دهه ۲۰۰۰، “پایداری” به دلیل افزایش تقاضا برای مراقبت از محیط زیست و منابع آن به یک اصطلاح رایج تبدیل شده است. در حال حاضر، در اروپا، ۲۵ درصد از انرژی مصرفی این قاره مربوط به بخش صنعت است [۱]. این درصد مهم تلقی می شود و ضرورت اجرای تکنیک های پایدار برای کاهش منابع مورد نیاز را نشان می دهد. بنابراین، جهان به سمت تولید سبز حرکت می کند، زیرا راهی برای بهینه سازی مصرف است. معمولاً انتخاب یک فرآیند تولید بر اساس سه شاخص کیفیت، سرعت و هزینه است. داشتن یک شاخص استاندارد برای پایداری ممکن است به بخش صنعت اجازه دهد تا جایگزین ها را در پرتو این تقریب به جای یک تقریب صرفاً اقتصادی مقایسه کند و انتخاب جایگزین های پایدارتر را تسهیل کند. مهم است که تأکید شود که در آینده، تولید پایدار با هدف ایجاد تکنیک های مختلف تولید با کمترین تأثیر ممکن است. [۲]و شرکت ها باید خود را با چالش های جدید ارائه شده وفق دهند تا رقابتی باقی بمانند [۳]. اگرچه رویکردهای مختلفی ارزیابی شده است، توسعه یک امتیاز پایداری که به طور کلی پذیرفته شده است همچنان یک کار پیچیده برای این بخش است.

ارزیابی های پایداری دقیق پیچیده هستند و معمولاً چندین حوزه تحقیقاتی را ترکیب می کنند. ارزیابی چرخه حیات (LCA) رایج‌ترین روشی است که برای ارزیابی اثرات زیست‌محیطی مرتبط با یک محصول یا خدمات در کل چرخه عمر آن، از استخراج مواد خام تا دفع پایان عمر، استفاده می‌شود. LCA می تواند برای مقایسه اثرات زیست محیطی محصولات یا خدمات مختلف استفاده شود. با این حال، برای مقایسه اثرات اقتصادی، فیزیکی، اجتماعی و محیطی گزینه‌های مختلف، تحلیل تصمیم چند معیاره (MCDA) مورد نیاز است، که یک تکنیک تصمیم‌گیری است که به تصمیم‌گیرندگان اجازه می‌دهد تا معیارها یا عوامل متعددی را هنگام ارزیابی در نظر بگیرند. جایگزین، گزینه ها. این رویکرد در محدوده این کار با استفاده از یک تابع وزنی پیشنهاد شده است [۴]. در نهایت، از طریق چارچوب گزارش یکپارچه، اطلاعات مالی و غیر مالی را می توان برای ارائه دید جامع تری از عملکرد پایداری سازمان ترکیب کرد.

اصطلاح پایداری را می‌توان در حوزه‌های مختلف مورد بررسی قرار داد، و مقاله‌ای به نام ادغام ناب سبز شش سیگما و صنعت ۴٫۰ یک چارچوب مفهومی نوشته شده توسط Kaswan و همکاران ارائه می‌کند. برای نشان دادن افزایش پایداری با استفاده از GLSS-Industry 4.0 [5]. علاوه بر این، کتاب پایداری، نوشته کنت ای. پورتنی، این واژه را بر اساس انرژی، تجارت، جوامع، شهرها و مصرف تجزیه می‌کند و آخرین دسته، حوزه‌های مختلفی مانند مواد و تولید را معرفی می‌کند. [۶]. استفاده از فناوری های سبز به دلیل نیاز به کاهش ضایعات تولید شده در حین تولید رو به افزایش بوده است. نویسندگانی مانند تامانگ و همکاران. پایداری تولید را به عنوان روشی برای تولید مولفه‌ها با دستیابی به کارایی کلی از نظر سه جنبه اقتصادی، زیست‌محیطی، و برابری/اجتماعی، این سه رکن تعریف کنید. شکل ۱) برای تولید مسئولانه اجزا ضروری هستند [۷,۸,۹,۱۰]. ارکان اقتصادی و زیست محیطی شامل یک اصطلاح رایج، مصرف انرژی است. در تولید، این منبع اولیه تولید انرژی و ردپای کربن در صنعت است و نیاز به کاهش این ردپا وجود دارد، اگرچه کاهش این شاخص‌ها کار سختی است. به عنوان مثال، راندمان ماشین ابزار کمتر از ۳۰٪ است. [۱۱]که ضرورت ارتقای فناوری را برای امکان ساخت با مصرف کمتر انرژی نشان می دهد و طراحی این نوع ماشین آلات با راندمان بالاتر مستلزم سرمایه گذاری در فناوری و سرمایه است. [۱۲].

با توجه به افزایش پایداری و استفاده بالقوه از آن به عنوان یک معیار طراحی در تولید، تکنیک‌هایی معرفی شده‌اند. یک کتاب به تشریح نوآوری های تولید برای پایداری می پردازد [۱۳]و چندین کاربرد تحقیق شده را برشمرده است، مانند پایداری در جوشکاری و پردازش، تکنیک‌های ماشین‌کاری خشک و تقریباً خشک برای تولید سبز، و چارچوب تحقیقاتی پایداری در تولید افزودنی. هدف اصلی این مقاله استفاده از یکی از این استراتژی ها برای انجام مقایسه، به عنوان یک تمرین اعتبار سنجی، امتیازات پایداری محاسبه شده برای دو فرآیند جوشکاری مختلف در یک مشکل صنعتی معین است که در زیر ارائه شده است.

۲٫ مفاهیم اولیه و کار پیشنهادی

در زیر مفاهیم اساسی و ضروری برای پرداختن به مطالعه موردی انتخاب شده، مانند مواد مورد استفاده، فرآیندهای تجزیه و تحلیل شده، و توصیف جزء قطار مورد استفاده برای این تمرین آورده شده است.

۲٫۱٫ جوشکاری آلومینیوم

آلیاژهای آلومینیوم برای کاربردها در چندین صنعت، به ویژه صنایع مرتبط با حمل و نقل، مانند ساخت کشتی، قطار و هواپیما و سایر موارد، همه بر اساس نسبت استحکام به وزن و مقاومت در برابر خوردگی این خانواده از آلیاژها انتخاب می شوند. اگرچه این مواد دارای مزایایی هستند، اما به دلیل مشکلاتی که در جوشکاری ذوبی به دلیل حساسیت به شکنندگی هیدروژنی، ایجاد تخلخل، ترک خوردگی انجماد و اعوجاج پس از جوشکاری که همگی بر اساس هدایت حرارتی بالا و نقطه ذوب پایین آلیاژهای آلومینیوم [۱۴]. فیلم اکسید و سایر ناخالصی های آلی ارائه شده بر روی سطح آلومینیوم نیز می تواند احتمال ایجاد نقص در هنگام جوشکاری را افزایش دهد. [۱۵].

علاوه بر این، تولید آلومینیوم به دلیل این واقعیت در حال افزایش است که به عنوان یک ماده بسیار قابل بازیافت در نظر گرفته می شود که می تواند چندین بار بدون از دست دادن خواص خود مورد استفاده مجدد قرار گیرد. شکل ۲، این نمودار حاوی داده های کل آلومینیوم تولید شده در سراسر جهان بر اساس موسسه بین المللی آلومینیوم است [۱۶]و بازیافت آلومینیوم ۹۴ درصد از ردپای کربن را در مقایسه با تولید فلز از آلومینیوم اولیه کاهش می دهد. در واقع، تقاضای انرژی و ردپای کربن آلومینیوم بازیافتی از سال ۱۹۹۱ به ترتیب ۴۹ و ۶۰ درصد کاهش یافته است. [۱۷].

۲٫۲٫ انتخاب فرآیند جوشکاری

برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم، روش مرسوم، جوشکاری قوس تنگستن گازی (GTAW) است، یک فرآیند همجوشی که از قوس تشکیل شده بین الکترود تنگستن غیر مصرفی و قطعه کار به عنوان منبع گرما استفاده می‌کند. [۱۸] (شکل ۳الف) این فرآیند از گاز بی اثری مانند آرگون، هلیوم یا مخلوط به عنوان محافظ استفاده می کند. اجرای این روش چالش برانگیز خواهد بود، به عنوان مثال، می تواند ترک خوردگی و نرم شدن داغ در ناحیه جوش جوش و HAZ ایجاد کند، این می تواند باعث کاهش خواص مکانیکی شود. [۸]. با توجه به چالش های ذکر شده، فرآیندهای اتصال جایگزین ایجاد شده است که یکی از آنها جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) است.، در سال ۱۹۹۱ در TWI اختراع و ثبت شد. FSW یک فرآیند جوشکاری حالت جامد است که از یک ابزار غیر مصرفی استفاده می کند که در طول قطعه کار می چرخد و حرکت می کند. [۱۹] (چشم انداز شکل ۳ب). حرکت در طول فرآیند جوشکاری باعث تولید گرما از طریق اصطکاک می شود و مواد نرم شده را برای تولید جوش مخلوط می کند. [۱]. این ابزار دارای دو قسمت اصلی شانه و پین است که هر دو نقش مهمی در فرآیند جوش دارند. اولی مسئول تولید گرما است و نیروی آهنگری رو به پایین اعمال می کند [۲۰]و چون وظیفه پین حمل مواد پلاستیکی شده در طول اتصال است [۲۱]، می توان آن را با هندسه های مختلف طراحی کرد. در ادبیات انواع ابزارهای مختلفی یافت می شود، پین می تواند استوانه ای، مخروطی و رزوه ای باشد، و علاوه بر این، شانه می تواند شکل سطح خارجی متفاوتی داشته باشد، مانند مقعر، محدب، طومار و غیره. [۲۱]. این فرآیند معمولاً برای جوشکاری آلومینیوم، منیزیم و روی استفاده می شود [۲۲]. پارامترهای اصلی فرآیند جوشکاری انتخاب شده (الف) GTAW هستند [۲۳] و (ب) FSW.

میز ۱ برخی از مزایای FSW نسبت به GTAW را فهرست می کند.

اگرچه FSW مزایایی نسبت به GTAW دارد، اما می توان اشاره کرد که این فرآیند به ماشین آلات خاصی نیاز دارد و برای اجرا می توان از چهار نوع ماشین استفاده کرد: ماشین ابزار معمولی، ماشین های اختصاصی FSW یا ماشین های سفارشی و ربات های صنعتی. ماشین ها باید به بارهای مختلف وارد شده در حین جوشکاری از جمله نیروی محوری، نیروی تراورس، نیروی جانبی و گشتاور واکنش نشان دهند. [۳۱]. در واقع، ماشین‌های معمولی مورد استفاده در مورد FSW گران‌تر و بزرگ‌تر از GTAW هستند.

با توجه به ستون مزیت های زیست محیطی، FSW به دلیل عدم انتشار صدای بیش از حد، عدم ایجاد آلودگی خاک و عدم نیاز به استفاده از حلال در طول فرآیند، یک فناوری سبز در نظر گرفته می شود. [۳۲].

۲٫۳٫ شرح مطالعه موردی

Metro de Medellín یک شرکت کلمبیایی است که در سال ۱۹۷۹ تأسیس شد و فعالیت اصلی آن مدیریت و راه اندازی سیستم حمل و نقل انبوه شهر مدلین است. [۳۳]که شامل قطار، تراموا، اتوبوس و چندین خط تله کابین است [۳۴]. روی درهای قطارهای آنها اجزایی به نام بند وجود دارد که در فلنج بالایی هر در قرار دارد (نما شکل ۴الف) به عنوان قطعات آینه پهلو به پهلو، و با عناصر دیگر همراه می شوند تا مکانیزمی را ایجاد کنند که امکان حرکت به بیرون و دور از مرکز مجموعه را فراهم می کند و در نتیجه درها را باز و بسته می کند. جنس کراوات از آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۳-T6 است (نمایش جدول ۲) و شکل ۴b یک نمایش سه بعدی از قطعه را نشان می دهد.

ساخت جزء شرح داده شده شامل مراحل متعددی مانند برش، سنگ زنی، حفاری و جوش است. برای این کار، تمرکز بر روی جوش است. این قطعه با استفاده از دو فرآیند مختلف ساخته شده است: GTAW و FSW. هر یک از روش ها به طور جداگانه انجام می شود. مثلا، شکل ۵ مکان های جوش انتخاب شده برای هر فرآیند را بر اساس ویژگی ها و مزایای آن نشان می دهد (شکل ۵a شامل خطوط قرمز نقطه‌دار برای نشان دادن مکان‌های جوش برای GTAW، در شکل ۵b می توان مکان های جوش را مشاهده کرد که مناطق آبی و قرمز را تماشا می کنند). علاوه بر این، با توجه به اصول مختلف فیزیکی زیربنایی، پارامترهای خاص هر فرآیند به طور اساسی متفاوت است، و جدول ۳ خلاصه ای از پارامترهای جوشکاری مورد استفاده در هر دو مورد را نشان می دهد.

۳٫ روش برای محاسبه امتیازات پایداری

پایداری را می توان به اشکال مختلف سنجید زیرا انواع مختلفی از کارها انجام شده است، مانند اجتماعی، اقتصادی، زیست محیطی، بهره وری، انرژی، کیفیت و غیره. [۲]، اگرچه اطلاعات ارائه شده در مقاله به دلیل خاص بودن برنامه ها فقط از تعداد کمی از آنها استفاده کرده است. نویسندگان متعددی چنین کارهایی را انجام داده‌اند، به‌ویژه در زمینه تولید، بعلاوه، جمال و همکاران. روشی را برای محاسبه و مقایسه روش‌های جوشکاری با سه E فوق الذکر (تأثیر زیست‌محیطی، اقتصادی و ارزشی) شرح داد. این ارزیابی خاص همچنین جنبه فیزیکی، یعنی استحکام را نیز شامل می شود، با توجه به اینکه در ساخت، خواص مکانیکی برای عملکرد اجزا ضروری است. [۳۷,۳۸]. روش شناسی کار حاضر بر اساس مقاله فوق الذکر است و به منظور محاسبه پایداری، معادله (۱) پیشنهاد شده است. هر عبارت معادله در زیر از معادلات (۲) تا (۱۱) ارائه شده است. در این مورد، وزن های اختصاص داده شده به هر ضربه مستقیماً از تجزیه و تحلیل اولیه پیشنهادی گرفته شد و وزن ها از بررسی مشاغل مختلف مانند مهندسان، جوشکاران، اساتید و غیره به دست آمد که هر یک از این متخصصان باید برای هر دسته، درصد بروز را انتخاب کنید [۳۷]. بنابراین لازم به ذکر است که محاسبات با نرمال کردن هر یک از عوامل انجام شده است و هر یک از نتایج با درصدی مطابقت دارد (تمامی امتیازها بین ۰ تا ۱ قرار می گیرند). به همین دلیل، نمرات بالاتر در هر دسته به معنای نتیجه بهتر از نظر پایداری است.

اس ج o r ه = پ ساعت y س من ج آ ل من متر پ آ ج تی * دبلیو + E n v من r o n متر ه n تی آ ل من متر پ آ ج تی * ایکس + E ج o n o متر من ج من متر پ آ ج تی * Y + اس o ج من آ ل من متر پ آ ج تی * ز

(۱)

جایی که:

دبلیو = ۰٫۲۹۶ = دبلیو ه من g ساعت تی آ س س o ج من آ تی ه د تی o پ ساعت y س من ج آ ل من متر پ آ ج تی

(۲)

ایکس = ۰٫۲۴ = دبلیو ه من g ساعت تی آ س س o ج من آ تی ه د تی o ه n v من r o n متر ه n تی آ ل من متر پ آ ج تی

(۳)

Y = ۰٫۱۹۸ = دبلیو ه من g ساعت تی آ س س o ج من آ تی ه د تی o ه ج o n o متر من ج من متر پ آ ج تی

(۴)

ز = ۰٫۲۶۶ = دبلیو ه من g ساعت تی آ س س o ج من آ تی ه د تی o س o ج من آ ل من متر پ آ ج تی

(۵)

۳٫۱٫ تاثیر فیزیکی

این عبارت حاوی استحکام تسلیم و چقرمگی مواد پایه (AA 6063-T6) است. برای داده های مربوط به خواص مکانیکی، از استانداردهای قابل اجرا استفاده شد [۲۶]. علاوه بر این، برای تخمین استحکام تسلیم و چقرمگی جوش‌ها، آزمایش‌های کششی با استفاده از دستگاه تست جهانی INSTRON 3345 انجام شد.

پ ساعت y س من ج آ ل من متر پ آ ج تی = \frac{\frac{دبلیو ه ل د تی o تو g ساعت n ه س س}{ب آ س ه متر آ تی ه r من آ ل تی o تو g ساعت n ه س س} + \frac{دبلیو ه ل د y من ه ل د س تی r ه n g تی ساعت}{ب آ س ه متر آ تی ه r من آ ل y من ه ل د س تی r ه n g تی ساعت}}{۲}

(۶)

۳٫۲٫ اثرات زیست محیطی

برای محاسبه اثرات زیست محیطی (مشاهده معادله (۷)) چند عبارت به شرح زیر باید در نظر گرفته شود. اولین اصطلاح (انتشار جوش) شامل مواد مختلفی است که به محیط اطراف ساطع می شود – به عنوان مثال، دی اکسید کربن (CO)₂) در حین اجرای جوش (به معادله (۸) مراجعه کنید). مورد دوم، اتلاف، به تفاوت بین مواد پایه، فلزات پرکننده استفاده شده، و جرم جزء جوش داده شده، و در آخر، جرم جوش اشاره دارد که به جرم به دست آمده در هر فرآیند جوشکاری اشاره دارد. برای این دو عنصر آخر ضریب تاثیر محیطی، اتلاف و جرم جوش، معادله ای پیشنهاد نشده است و فقط مقادیر تخمینی برای هر مورد انتخاب شده است. مفروضات مختلفی برای هر فرآیند جوشکاری مطرح شده است که همه آنها در توضیح داده شده اند بخش ۴.

E n v من r o n متر ه n تی آ ل من متر پ آ ج تی = ۱ - \frac{دبلیو ه ل د ه متر من س س من o n س + \frac{دبلیو آ س تی آ g ه}{دبلیو ه ل د متر آ س س}}{۲}

(۷)

جایی که:

دبلیو ه ل د ه متر من س س من o n س = \frac{م ه تی آ ل پ آ r تی من ج تو ل آ تی ه r آ تی من o + \frac{سی آ r ب o n f o o تی پ r من n تی}{سی آ r ب o n f o o تی پ r من n تی ل من متر من تی} + \frac{آ تو ایکس من ل من آ r y متر آ تی ه r من آ ل تو س آ g ه}{آ تو ایکس من ل من آ r y متر آ تی ه r من آ ل ل من متر من تی}}{۳}

(۸)

۳٫۳٫ اثر اقتصادی

این عبارت شامل فاکتورهای مختلفی از جمله هزینه کار، هزینه های مصرفی و انرژی مورد استفاده در حین جوشکاری، هزینه تجهیزات و هزینه قطعات جوشی می باشد که آخرین مورد آن بخش بدون جوش است. بیان برای محاسبه تاثیر اقتصادی در معادله ارائه شده در زیر آمده است.

E ج o n o متر من ج من متر پ آ ج تی = ۱ - \frac{دبلیو ه ل د تی من متر ه * L آ ب o تو r + سی o n س تو متر آ ب ل ه E q تو من پ متر ه n تی + E n ه r g y ج o n س تو متر پ تی من o n * E n ه r g y ج o س تی}{دبلیو ه ل د ه د پ آ r تی ج o س تی}

(۹)

۳٫۴٫ تاثیر اجتماعی

نرخ حادثه تعداد رخدادها را در یک دوره خاص توصیف می کند (به معادله (۱۰) مراجعه کنید)، و این عامل با سلامت و ایمنی کارکنان در انجام فعالیت های کاری مرتبط است. [۳۹]. تأثیر اجتماعی با معادله (۱۱) محاسبه می شود. واضح است که معادله (۱۱) از منبع اصلی اصلاح شده است، زیرا فقط عبارت دوم را دارد.

من n ج من د ه n تی r آ تی ه = \frac{من n ج من د ه n تی س * n تو متر ب ه r o f ساعت o تو r س w o r ک من n آ y ه آ r}{آر ه آ ل n تو متر ب ه r o f ساعت o تو r س w o r ک}

(۱۰)

اس o ج من آ ل من متر پ آ ج تی = ۱ - آ v ه r آ g ه (\frac{من n ج من د ه n تی r آ تی ه}{م آ ایکس من متر تو متر من n ج من د ه n تی r آ تی ه})

(۱۱)

۴٫ تجزیه و تحلیل نتایج

عدد اولیه مقادیر مورد استفاده برای محاسبات را به تفصیل نشان می دهد که به دنبال معادلات توصیف شده قبلی برای قطعه قطار ساخته شده در کلمبیا، با مقادیر به دست آمده برای هر عبارت (نگاه کنید به جدول ۴ و جدول ۵). باید در نظر گرفت که محاسبات با اطلاعات یافت شده انجام شده است و برخی از نویسندگان بررسی های متفاوتی را در مورد پایداری تولید گزارش می کنند. به عنوان مثال، گوناسکاران و همکاران، ادبیات را بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که فرضیاتی که ما باید برای برآورد هزینه ها و مزایای تلاش های پایدار انجام دهیم، غیر واقعی هستند و برای دستیابی به داده های واقعی تر، پژوهشگران یا متخصصان دانشگاهی باید تحقیقات بیشتری را انجام دهند. جزئیات [۴۰]. بخش زیر استفاده از امتیازات پایداری را برای سینی‌های باتری و صنعت خودروهای برقی با استفاده از داده‌های بریتانیا برای محاسبات ضربه افزایش می‌دهد، جایی که استفاده بالقوه از این رویکرد برای توجیه انتخاب فرآیندهای تولید جایگزین مطرح می‌شود.

۴٫۱٫ امتیازات پایداری به عنوان ابزاری برای انتخاب استراتژی های تولید

برای هر فرآیند جوشکاری، محاسباتی برای تعیین امتیاز پایداری انجام شد [۲۰,۲۱]، با جدول ۴ نمایش پارامترهای GTAW و جدول ۵ نمایش داده ها برای FSW [15,16]. برای مثال، همه چیز مربوط به هزینه های مواد و پرسنل مستقیماً با تامین کنندگان و کارگاه های محلی کلمبیایی مورد مشورت قرار گرفت و داده های جمع آوری شده برای نرخ ساعتی مهندسان و تکنسین ها به طور میانگین محاسبه شد. برای تأثیر اجتماعی هر فرآیند، داده‌های متفاوتی در پایگاه داده برای نرخ حوادث در کلمبیا قرار گرفت، و با توجه به شباهت‌های بین انواع تجهیزات و عدم آشنایی بخش فلزی-مکانیکی محلی، لازم بود FSW به عنوان یک فرآیند ماشین‌کاری در نظر گرفته شود. با این نوع فرآیند جوشکاری [۴۱].

برای مورد ارائه شده، مواد جزء یک آلیاژ آلومینیوم سری ۶XXX، یک جایگزین با نسبت استحکام به وزن بالا و همچنین رسانایی حرارتی و الکتریکی قابل توجهی بود. FSW معمولاً خواص مکانیکی بهتری را در مقایسه با GTAW ارائه می دهد [۴۲]به ویژه استحکام تسلیم و چقرمگی جوش.

جنبه های در نظر گرفته شده برای محاسبه اثرات زیست محیطی شامل استفاده از مواد کمکی – در این مورد، استفاده از آرگون به عنوان گاز محافظ برای GTAW – و برای FSW هیچ انتشاری در نظر گرفته نشد. شایان ذکر است که تأثیر تولید انرژی الکتریکی و مصرف آن در حین جوشکاری برای هر دو فرآیند در نظر گرفته شد. در کلمبیا، انرژی آبی یک هنجار است و بدون سوزاندن سوخت فسیلی، قرار است ردپای کربن کمتری در هر واحد انرژی نسبت به برق تولید شده از منابع دیگر داشته باشد.

یکی دیگر از عوامل در جنبه زیست محیطی هدر رفت است. در این مورد، سایش ابزار FSW ناچیز در نظر گرفته شد، زیرا طول جوش های مورد نیاز نزدیک به ۱ متر است و اتلاف مواد برای جوش های آلومینیومی در شرایط مشابه در این مطالعه موردی پس از تقریباً ۱۰۰ متر شروع می شود. هدر رفت در GTAW صفر بود زیرا سنگ زنی قطعه در نظر گرفته نشد.

به گفته XM، شرکتی از کلمبیا که مسئول مدیریت بازار عمده‌فروشی انرژی است، هر ۱ کیلووات ساعت مصرفی ۱۶۴٫۳۸ گرم انرژی تولید می‌کند.

{سی O}_{۲}

[۴۳]و از این عدد برای محاسبه این عبارت و حد ردپای کربن استفاده شده است. عبارات مرتبط با محاسبه انتشار جوش برای FSW عبارتند از ردپای کربن، حد ردپای کربن، نسبت ذرات فلزی، استفاده از مواد کمکی و حد مصرف مواد و طبق رابطه (۹)، نتیجه هدر رفت ۰ است. هزینه تجهیزات نیز با یافتن میانگین قیمت ماشین‌های مختلف مورد استفاده در هر فرآیند در نظر گرفته شد. به عنوان مثال، GTAW از هزینه Dynasty Miller 280، Fronius iwave 190i–۲۳۰i و سایر موارد استفاده کرد. علاوه بر این، در FSW، برای این مورد خاص، جستجوی ماشین‌آلات بر روی ماشین‌های فرز و ماشین‌های CNC متمرکز شد، زیرا این نوع ماشین‌ها در کلمبیا وجود دارند، کشوری که هیچ ماشین اختصاصی برای اجرای FSW ندارد. نتایج نمرات پایداری محاسبه شده با ملاحظات قبلی در خلاصه شده است جدول ۶، و نمودار میله ای را نشان می دهند که نتایج هر عبارت را برای هر دو فرآیند جوشکاری مقایسه می کند (هر مقدار در شکل ۶)، در حالی که شکل ۷ نمره کلی پایداری را نشان می دهد.

۴٫۲٫ رویکردی به امتیازات پایداری در سینی های باتری برای صنعت خودروهای برقی

خودروهای الکتریکی به سرعت در حال جایگزینی خودروهای سوخت فسیلی هستند و سرمایه گذاری در این انتقال به رکورد بالایی رسیده است. با وجود برخی نگرانی ها در مورد CO بالا_۲ انتشار گازهای گلخانه ای در طول تولید باتری ها، اتفاق نظر کلی در دانشگاه این است که وسایل نقلیه باتری-الکتریک به طور قابل توجهی ردپای کربن یک خودرو را در طول عمر آن کاهش می دهند. علاوه بر این، خودروهای الکتریکی مشکل آلودگی هوای محلی را به طور کامل از بین می برند و سالانه باعث مرگ زودرس ده ها هزار نفر در سراسر جهان می شوند. [۴۴]. مثال زیر از سینی باتری EV همراه با یک استراتژی برای تعیین مناسب ترین فرآیند جوشکاری برای یک کاربرد خاص شرح و تحلیل شده است.

عملکرد سینی‌های باتری این است که سلول‌های باتری را در محفظه‌های مهر و موم شده، مقاوم در برابر ضربه، ضد نشتی قرار دهند. این سازه‌های آلومینیومی از چندین پروفیل آلومینیومی اکسترود شده تشکیل شده‌اند که به یکدیگر (دو طرفه) جوش داده می‌شوند تا یک سینی سفت و سخت را تشکیل دهند که متعاقباً ماژول‌های باتری در آن نصب می‌شوند. آلومینیوم معمولاً برای سینی های باتری استفاده می شود و روش های مختلف جوشکاری از جمله جوشکاری با پرتو لیزر، جوشکاری MIG و FSW مورد بررسی قرار گرفته است. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی معمولاً برای ساخت سینی باتری وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شود زیرا از مشکلات ترک داغ، تخلخل و از بین رفتن عنصر جلوگیری می کند. [۴۴]. مقاله با عنوان “جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با سرعت بالا آلیاژ AA6063-T6 در سینی های باتری سبک وزن برای صنعت EV: تاثیر سرعت چرخش ابزار” توسط پاتل و همکاران، از جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی در مونتاژ سینی باتری استفاده می کند. ماده مورد استفاده AA 6063-T6 با ضخامت ۳ میلی متر در پیکربندی لب به لب بود. بالاترین راندمان اتصال به دست آمده ۷۲ درصد با سرعت جوش ۴ متر بر دقیقه و سرعت چرخش ابزار ۳۵۰۰ دور در دقیقه بود. [۴۵].

برای این مطالعه، آزمایش‌های تجربی بر روی یک ماشین FSW در مرکز فناوری TWI (Yorkshire) انجام شد. مشخص شد که مصرف برق پیوسته ترکیبی برای یک SS-FSW ضخامت ۴ میلی متر در آلیاژ آلومینیوم سری ۶۰۰۰ اکسترود شده ۱۸ کیلو وات در ۱۲۰۰ دور در دقیقه و سرعت جوش ۵۰۰ متر در دقیقه است. هنگامی که سرعت چرخش به ۱۸۰۰ دور در دقیقه افزایش می‌یابد، می‌توان به سرعت جوش ۱ متر در دقیقه دست یافت، با توان کل دستگاه تخمینی ۲۰ کیلو وات (در طول جوشکاری حالت پایدار). بر اساس نمونه سینی باتری ارائه شده توسط یک کلاینت TWI، در مجموع ۷ اکستروژن به طول ۱٫۵ متر از هر دو طرف به هم متصل می شوند که منجر به طول کل جوش ۱۸ متر در هر سینی می شود. بنابراین، کل انرژی ورودی برای تولید ۱ سینی ۶ کیلووات ساعت است. با توجه به ماهیت فرآیند SSFSW، هیچ عملیات قبل یا پس از جوشکاری، مانند فرزکاری یا سوراخ کردن، مورد نیاز نیست. مقایسه امتیاز پایداری برای سینی‌های باتری انجام شد و محاسبات برای GTAW و FSW انجام شد.جدول ۷ و جدول ۸ هر یک را نشان دهید). فرض بر این بود که این محاسبه در انگلستان انجام شود، و بنابراین، مکان واقعی شرکت، تأثیر اجتماعی [۴۶]، هزینه انرژی [۴۷] و هزینه نیروی کار [۴۸] به طور قابل توجهی تغییر کند. نتایج پرونده به طور خلاصه در جدول ۹.

برای مورد ارائه شده، هزینه تجهیزات با مورد فوق متفاوت است و بنابراین، جوشکاری در انگلستان انجام می شود و قیمت ماشین آلات مورد استفاده برای FSW فقط برای دستگاه های CNC و اختصاصی بوده است. به همین دلیل است که جستجو بر روی ماشین‌هایی مانند Doosan DNM 750 L II، Manford VH-1300، و Hartford 1570 برای ماشین‌های CNC، و Stirweld، فناوری‌های Bond RM7 و موارد دیگر برای ماشین‌های اختصاصی متمرکز شد.

شکل ۸ و شکل ۹ نتایج به‌دست‌آمده برای جعبه سینی باتری را نشان می‌دهد و می‌توان مشاهده کرد که تمام امتیازات FSW به جز تأثیر اقتصادی بالاتر است و این عمدتاً نتیجه دو عامل است: هزینه انرژی الکتریکی در انگلستان، در حال حاضر حدود ۳۴٫۰ p/kWh (پنس در هر کیلووات ساعت) برای برق از اکتبر ۲۰۰۲ تا مارس ۲۰۲۳ [۴۸]، که بالاتر از قیمت برق در کلمبیا است. با توجه به هزینه ابزار برای این مورد خاص، ۱۰۰ دلار در مقایسه با ۱۲۰ دلار برای جعبه کراوات قطار.

۵٫ نتیجه گیری ها

صنایع تولیدی درک و علاقه فزاینده ای به پایداری محصولات و فرآیندهای خود دارند و مسئولیت مردم و محیط زیست را بر عهده می گیرند. نتایج این کار مقایسه دو فرآیند جوشکاری GTAW و FSW را در دو حالت مختلف نشان می‌دهد. روش شناسی اقداماتی را ایجاد کرد که بر اساس چهار جنبه مختلف پایدار بودند: اجتماعی، زیست محیطی، اقتصادی و کیفیت. برای مورد کلمبیایی جزء قطار، FSW بهترین نتایج را در همه دسته‌ها به دست آورد، با امتیاز نهایی ۰٫۷۸ در مقایسه با ۰٫۶۹ از GTAW (11٪ تفاوت)، و تفاوت عمده در تاثیر فیزیکی به دست آمد. بنابراین، خواص مکانیکی نهایی جوش ساخته شده توسط جوش قوس الکتریکی معمولی از نظر استحکام کششی و چقرمگی مقادیر کمتری دارد. با توجه به تأثیر اقتصادی، بسیاری از مقادیر مورد استفاده برای تجزیه و تحلیل، با توجه به مطالعه موردی پیشنهادی، مختص محیط کلمبیا هستند، بنابراین برای مقایسه مستقیم آن با مورد اجزای خودروی الکتریکی، چندین اصلاح و ملاحظات مورد نیاز است. به عنوان مثال، ارزش های خاص مربوط به محل تولید و همچنین موادی که در دسترس هستند باید مورد استفاده قرار گیرند.

FSW برای صنعت EV مورد بررسی قرار گرفته است و بنابراین، در این نوع تولید، خواص مکانیکی نهایی یک عامل مهم در نظر گرفته می شود. یک امتیاز پایداری برای این مورد به منظور مقایسه دو روش مختلف جوشکاری (GTAW و FSW) برآورد شد و نتایج نهایی نشان دهنده امتیاز بالاتر برای FSW-0.43 در مقایسه با ۰٫۶۸، درصد اختلاف ۳۶٪ است. توجه به این نکته مهم است که مقادیر ذکر شده قبلاً می تواند بالاتر باشد اگر مورد تعداد بیشتری قطعه (بیش از یک) در نظر گرفته شود، و FSW از نظر اقتصادی و زیست محیطی بهتر است. همچنین باید در نظر داشت که یکی دیگر از عواملی که باید در نظر گرفته شود موارد استفاده هر دستگاه است. در مورد FSW، ماشین های فرز CNC را می توان برای حذف فلز نیز استفاده کرد که در مورد GTAW صدق نمی کند زیرا این ماشین ها فقط یک کاربرد دارند.

روش مورد استفاده اولین تقریب استفاده از امتیازات پایداری را به عنوان معیاری در انتخاب فرآیندهای تولید به صورت کمی ارائه می دهد و می توان اصلاحات متعددی را برای افزایش استفاده بالقوه آن در نظر گرفت. برای مثال، وزن‌های مورد استفاده برای ارزیابی هر یک از تأثیرات در نظر گرفته شده در این تحلیل می‌تواند توسط کارشناسان در زمینه‌ها، مکان‌ها و/یا صنایع مختلف مورد ارزیابی مجدد قرار گیرد. علاوه بر این، ملاحظات در مورد اثرات زیست محیطی، تنها یا عمدتاً بر اساس تغییرات جرم، هنگام ارزیابی فرآیندهای جوشکاری خودزا محدود است و جنبه‌های دیگری مانند بهره‌وری انرژی فرآیند نیز می‌تواند گنجانده شود. به طور کلی، برای فرآیندهای جوشکاری محافظ گاز، ردپای کربن تولید آرگون بیشتر برای حمل و نقل است و این واقعیت می تواند به طور بالقوه بر امتیاز محیطی تأثیر منفی بگذارد. همچنین استفاده از گاز آرگون می تواند در تأثیرات اجتماعی قرار گیرد و در نتیجه بر سلامت کارکنان تأثیر بگذارد.

مقایسه نتایج به‌دست‌آمده در مقاله با نتایج ارائه‌شده در کار با عنوان «مطالعه ارزیابی پایداری فرآیندهای جوشکاری» نوشته جمال و همکاران، هزینه مصرفی تأثیر زیادی بر نتایج نهایی دارد، زیرا در مورد ارائه‌شده در این مقاله، هزینه ابزار در مقایسه با جوش قوس الکتریکی کمتر است (۳٫۶ دلار در مقایسه با ۵۲٫۱ دلار).

مشارکت های نویسنده

مفهوم سازی، EH و MCS. روش، EH و MCS. اعتبارسنجی، EH، MCS و JDB. تجزیه و تحلیل رسمی، EH، MCS و JDB. بررسی، EH و MCS. منابع، EH و MCS. مدیریت داده، EH و MCS. نوشتن – آماده سازی پیش نویس اصلی، EH، MCS و JDB. نوشتن – بررسی و ویرایش، EH، MCS، JDB و JM. نظارت، EH; مدیریت پروژه، EH همه نویسندگان نسخه منتشر شده نسخه خطی را خوانده و با آن موافقت کرده اند.

منابع مالی

این تحقیق هیچ بودجه خارجی دریافت نکرد.

بیانیه هیئت بررسی نهادی

قابل اجرا نیست.

بیانیه رضایت آگاهانه

قابل اجرا نیست.

بیانیه در دسترس بودن داده ها

داده ها در مقاله موجود است.

تضاد علاقه

نویسندگان هیچ تضاد منافع را اعلام نمی کنند.

منابع

تعادل انرژی-انرژی-یورواستات. در دسترس آنلاین: https://ec.europa.eu/eurostat/web/energy/data/energy-balances (دسترسی در ۱۳ سپتامبر ۲۰۲۲).
اسلامی، ی. داسیستی، م. لزوچه، م. پانتو، اچ. بررسی پایداری در سازمان‌های تولیدی: ابعاد و بینش‌های آینده. بین المللی J. Prod. Res. 2019، ۵۷، ۵۱۹۴–۵۲۱۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
هرمان، سی. اشمیت، سی. کورله، دی. بلوم، اس. Thiede، S. پایداری در تولید و کارخانه های آینده. بین المللی جی. دقیق. مهندس Manuf.-Green Technol. 2014، ۱، ۲۸۳-۲۹۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
گیتونی، ع. مارتل، جی.-ام. دستورالعمل های آزمایشی برای کمک به انتخاب یک روش MCDA مناسب. یورو جی. اپرا. Res. 1997، ۱۰۹، ۵۰۱–۵۲۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
کاسوان، ام اس; راثی، ر. کراس، جی. Garza-Reyes، JA; آنتونی، جی. Yadav, V. ادغام Green Lean Six Sigma و صنعت ۴٫۰: یک چارچوب مفهومی. J. Manuf. تکنولوژی مدیریت ۲۰۲۳، ۳۴، ۸۷-۱۲۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
پورتنی، کی پایداری; مطبوعات MIT: کمبریج، MA، ایالات متحده آمریکا، ۲۰۱۵٫ [Google Scholar]
تمانگ، SK; چندرسکاران، م. Sahoo, AK Sustainable Machining: بررسی تجربی و بهینه سازی ماشینکاری Inconel 825 با رویکرد خشک و MQL. جی. براز. Soc. من علمی مهندس ۲۰۱۸، ۴۰، ۳۷۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
باستاس، الف. فن‌آوری‌های تولید پایدار: بررسی سیستماتیک آخرین روندها و موضوعات. پایداری ۲۰۲۱، ۱۳، ۴۲۷۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
چانگ، YJ; اسپروسر، جی. نویگباور، اس. ولف، ک. شومان، آر. پیتنر، ا. رتمایر، ام. Finkbeiner، M. ارزیابی چرخه زندگی اجتماعی و زیست محیطی فن آوری های جوشکاری. CIRP را ادامه دهید ۲۰۱۵، ۲۶، ۲۹۳-۲۹۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
سینگ، وی. چندرسکاران، م. سامانتا، س. دواراسیدداپا، دی. Arunachalam، R. ارزیابی پایداری فرآیند جوشکاری قوس فلزی گازی AISI 201LN با استفاده از روش بهینه‌سازی یکپارچه AHP-TLBO. جی. براز. Soc. من علمی مهندس ۲۰۲۱، ۴۳، ۶۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
گیرت، ا. ترنتساکس، دی. پرابهو، وی. پایداری در برنامه ریزی عملیات تولیدی: مروری از هنر. J. Manuf. سیستم ۲۰۱۵، ۳۷، ۱۲۶-۱۴۰٫ [Google Scholar] [CrossRef]
ژو، ال. لی، جی. لی، اف. منگ، کیو. لی، جی. Xu، X. مدل مصرف انرژی و بهره وری انرژی ماشین ابزار: بررسی ادبیات جامع. جی. پاک. تولید ۲۰۱۶، ۱۱۲، ۳۷۲۱–۳۷۳۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
Springer Nature سوئیس. نوآوری در تولید برای پایداری. ۲۰۱۹٫ در دسترس آنلاین: http://www.springer.com/series/11181 (دسترسی در ۱۰ نوامبر ۲۰۲۲).
ونکات رامانا، جی. یلاماستی، بی. Vishnu Vardhan, T. مطالعه جوش پذیری و تاثیر عملیات پس از حرارت بر خواص مکانیکی و متالورژیکی اتصالات جوشی AA 2025، AA 5083 و AA7075 GTAW. که در مواد امروز: مجموعه مقالات; Elsevier Ltd.: آمستردام، هلند، ۲۰۲۱؛ صص ۸۷۸-۸۸۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
لی، ی. زو، دبلیو. لی، بی. بابکین، ع. Chang, Y. پیشرفت تحقیق در مورد فناوری جوشکاری آلیاژ آلومینیوم. بین المللی J. Adv. Manuf. تکنولوژی ۲۰۲۰، ۱۰۹، ۱۲۰۷-۱۲۱۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
موسسه بین المللی آلومینیوم تولید آلومینیوم اولیه ۲۰۲۲٫ در دسترس آنلاین: https://international-aluminium.org/statistics/primary-aluminium-production/ (دسترسی در ۱۲ سپتامبر ۲۰۲۲).
انجمن آلومینیوم ردپای زیست محیطی محصولات آلومینیومی نیمه ساخته در آمریکای شمالی; انجمن آلومینیوم: آرلینگتون، ویرجینیا، ایالات متحده آمریکا، ۲۰۲۲٫ [Google Scholar]
جوشکاری Institude (TWI). جوشکاری با گاز بی اثر تنگستن (GTAW یا TIG) چیست؟—TWI. در دسترس آنلاین: https://www.twi-global.com/technical-knowledge/job-knowledge/tungsten-inert-gas-tig-or-gta-welding-006 (دسترسی در ۲ نوامبر ۲۰۲۲).
TWI. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی: توسعه ابزار و فناوری – TWI. 2003. در دسترس آنلاین: https://www.twi-global.com/technical-knowledge/published-papers/friction-stir-welding-recent-developments-in-tool-and-process-technologies-july-2003 (دسترسی در ۲۹ سپتامبر ۲۰۲۲).
Mishra، RS; Ma، ZY اصطکاکی اغتشاشی جوشکاری و پردازش. ماتر علمی مهندس نماینده R 2005، ۵۰، ۳۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
هویوس، ای. دستورالعمل های طراحی ابزار پایه سرنا، MC برای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژهای آلومینیوم. فلزات ۲۰۲۱، ۱۱، ۲۰۲۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
TWI. چه موادی را می توانم با جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی وصل کنم؟ ۲۰۲۳٫ در دسترس آنلاین: https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/faq-what-materials-can-i-join-with-friction-stir-welding (دسترسی در ۱۴ فوریه ۲۰۲۳).
Hojny، M. مدل حرارتی مکانیکی یک فرآیند جوشکاری تیگ برای صنعت هواپیما. قوس. فلزی. ماتر ۲۰۱۳، ۵۸، ۱۱۲۵–۱۱۳۰٫ [Google Scholar] [CrossRef]
آکینلابی، ET; Mahamood، RM Solid-State Welding: اصطکاک و فرآیندهای جوشکاری اصطکاکی و اغتشاشی. ۲۰۲۰٫ در دسترس آنلاین: http://www.springer.com/series/1161 (دسترسی در ۱۵ ژانویه ۲۰۲۳).
لوهواسر، دی. چن، ز. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی از مبانی تا کاربردها; الزویر: آمستردام، هلند، ۲۰۰۹; در دسترس آنلاین: https://www.elsevier.com/books/friction-stir-welding/lohwasser/978-1-84569-450-0 (دسترسی در ۲۱ فوریه ۲۰۲۳).
استپانوف، آ. Laansoo, A. بهبود بهره وری در جوشکاری. ۲۰۰۸٫ در دسترس آنلاین: http://innomet.ttu.ee/daaam08/Online/Engineering%20Management/Stepanov.pdf (دسترسی در ۱۰ ژانویه ۲۰۲۳).
لی، اچ. هدمر، ام. کاردال، م. بیورک، جی. استوکفلت، ال. تینربرگ، اچ. آلبین، م. بروبرگ، ک. مطالعه مقطعی اثرات قلبی عروقی دودهای جوشکاری. PLoS ONE 2015، ۱۰e01316482015. [Google Scholar] [CrossRef]
اسمولکووا، پ. ناکلادالوا، ام. علت آلومینوز ریوی شغلی – گذشته و حال. بیومد. پاپ پزشکی چهره دانشگاه پالاکی اولوموک. جمهوری چک ۲۰۱۴، ۱۵۸، ۵۳۵–۵۳۸٫ [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
هربرتس، پی. کدفورس، آر. هاگفورز، سی. سیگلم، جی. درد شانه و کار دستی سنگین. کلین. ارتوپ مرتبط. Res. 1984، ۵۰، ۱۶۶-۱۷۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
ونجری، م. Radhikabai, S. خطرات شغلی مرتبط با کار جوشکاری که بر وضعیت سلامتی جوشکاران تأثیر می گذارد. بین المللی جی کر. Res. کشیش ۲۰۲۰، ۱۲، ۵۱–۵۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
مندز، ن. نتو، پی. لوریرو، آ. Moreira، AP ماشین‌ها و سیستم‌های کنترل برای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی: بررسی. ماتر از. ۲۰۱۶، ۹۰، ۲۵۶-۲۶۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
مجید، ت. وحید، م. علم، MN; مهتا، ی. Siddiquee، AN جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی: یک فرآیند تولید پایدار. که در مواد امروز: مجموعه مقالات; Elsevier Ltd.: آمستردام، هلند، ۲۰۲۰؛ ص ۶۵۵۸–۶۵۶۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
از Medellín, M. History. 2021. در دسترس آنلاین: https://www.metrodemedellin.gov.co/quiénessomos/historia (دسترسی در ۱۴ فوریه ۲۰۲۲).
de Medellín، M. Metro de Medellín: سیستم یکپارچه حمل و نقل انبوه. ۲۰۲۲٫ در دسترس آنلاین: https://www.metrodemedellin.gov.co/viaje-con-nosotros/sistema-integrado (دسترسی در ۱۰ ژانویه ۲۰۲۳).
مت وب. آلومینیوم ۶۰۶۳-T6. 2022. در دسترس آنلاین: https://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=333b3a557aeb49b2b17266558e5d0dc0&ckck=1 (دسترسی در ۲ نوامبر ۲۰۲۲).
حیدری، ع. قاسمی، ع. آتریان، الف. بررسی عددی و تجربی نمودارهای حد شکل‌گیری ورق‌های آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۳ با استفاده از معیار شکست انعطاف‌پذیر آیادا و دومین مشتق معیار کرنش بزرگ در دماهای افزایش یافته. لات صبح. J. سازه جامد. ۲۰۱۸، ۱۵، ۳-۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
جمال، ج. دراس، بی. کیشاوی، اچ. مطالعه ای در مورد ارزیابی پایداری فرآیندهای جوشکاری. Proc. Inst. من مهندس B. J. Eng. Manuf. 2020، ۲۳۴، ۵۰۱–۵۱۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
جمال، جی. ارزیابی پایداری فرآیندهای جوشکاری. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آمریکایی شارجه، شارجه، امارات متحده عربی، ۲۰۱۷٫ [Google Scholar]
ایتو، ک. اندرسن، HB; Seki، M. اپراتورهای قطار تعمیر و نگهداری مسیر؟ نگرش به شغل، سازمان و مدیریت، و همبستگی آنها با میزان تصادف/حادثه. شناخت. تکنولوژی کار کنید. ۲۰۰۴، ۶، ۶۳-۷۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
گوناسکاران، ع. Spalanzani، A. پایداری تولید و خدمات: تحقیقات برای تحقیقات و کاربردها. بین المللی J. Prod. اقتصاد ۲۰۱۲، ۱۴۰، ۳۵-۴۷٫ [Google Scholar] [CrossRef]
فاز کولدا سیستم عمومی خطرات شغلی. ۲۰۲۲٫ در دسترس آنلاین: https://sistemas.fasecolda.com/rldatos/ (در ۸ دسامبر ۲۰۲۲ قابل دسترسی است).
فهیم پور، و. Sadrnezhad, SK; کریم زاده، ف. تغییر ریزساختار و خواص مکانیکی طی FSW و GTAW آلیاژ Al6061. ملاقات کرد. ماتر ترانس. A Phys. ملاقات کرد. ماتر علمی ۲۰۱۳، ۴۴، ۲۱۸۷–۲۱۹۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
در کلمبیا ضریب انتشار CO2 توسط تولید برق سیستم متصل به هم: ۱۶۴٫۳۸ گرم CO2 در هر کیلووات ساعت. ۲۰۲۰٫ در دسترس آنلاین: https://www.xm.com.co/noticias/en-colombia-factor-de-emision-de-co2-por-generacion-electrica-del-sistema-interconectado (دسترسی در ۱۴ دسامبر ۲۰۲۲).
آرتر، کالیفرنیا؛ بوونوکور، جی. چانگ، سی. Arunachalam، S. خسارات بر اساس مرگ و میر در هر تن ناشی از بخش موبایل در جاده در شمال شرقی و اقیانوس اطلس میانه ایالات متحده بر اساس منطقه، کلاس خودرو و پیش ساز. محیط زیست Res. Lett. 2021، ۱۶۰۶۵۰۰۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
پاتل، وی. دی باکر، جی. هندسفلت، اچ. ایگستراند، م. عظیمی، س. اندرسون، جی. Säll, J. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با سرعت بالا آلیاژ AA6063-T6 در سینی های باتری سبک وزن برای صنعت EV: تأثیر سرعت چرخش ابزار. ماتر Lett 2022، ۳۱۸، ۱۳۲۱۳۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
آمار تولید در بریتانیا، ۲۰۲۲٫ ۲۰۲۲٫ موجود به صورت آنلاین: https://www.hse.gov.uk/statistics/industry/manufacturing.pdf (دسترسی در ۲۱ فوریه ۲۰۲۳).
gov.uk تضمین قیمت انرژی. ۲۰۲۲٫ در دسترس آنلاین: https://www.gov.uk/government/publications/energy-bills-support/energy-bills-support-factsheet-8-september-2022 (دسترسی در ۲۱ فوریه ۲۰۲۳).
talent.com میانگین حقوق مهندس هزینه در انگلستان. ۲۰۲۳٫ در دسترس آنلاین: https://uk.indeed.com/career/cost-engineer/salaries (دسترسی در ۲۱ فوریه ۲۰۲۳).

شکل ۱٫
ارکان پایداری (بر اساس [۱۰]).

شکل ۲٫
تولید آلومینیوم (بر اساس [۱۶]).

شکل ۳٫
پارامترهای اصلی فرآیندهای جوشکاری انتخاب شده: (آ) GTAW [23] و (ب) FSW.

شکل ۴٫
اجزای درب قطار: (آ) هندسه کراوات; (ب) محل کراوات.

شکل ۵٫
مکان های جوش هنگام استفاده از (آ) GTAW و (ب) FSW.

شکل ۶٫
مقایسه نمرات پایداری برای FSW و GTAW.

شکل ۷٫
نمره کلی.

شکل ۸٫
امتیازات پایداری برای سینی‌های باتری FSW و GTAW.

شکل ۹٫
امتیاز کلی – سینی باتری.

میز ۱٫
مزایای FSW نسبت به جوشکاری قوسی تنگستن گازی (GTAW).

محیطی	اجتماعی	مقرون به صرفه
بدون مواد مصرفی، گازهای محافظ، دود، دود یا تشعشعات [۲۴]	انتشار صفر دود یا اشعه ماوراء بنفش، اشعه ایکس یا مادون قرمز [۲۵]	نیاز به انرژی کمتر در مقایسه با فرآیندهای همجوشی [۲۴]
حذف استفاده از حلال ها [۲۴]	فرآیند کاملاً مکانیزه، ایمن تر برای اپراتور [۲۵]	افزایش بهره وری [۲۶]
	کاهش تعداد مشکلات مرتبط با گازهای محافظ، دود، دود و تشعشعات [۲۷]
	بیماری های قلبی عروقی و ریوی ناشی از دود جوش و گرد و غبار فلزات ناشی از عملیات سنگ زنی پس از جوشکاری [۲۸]
	اختلال اسکلتی عضلانی ناشی از جوشکاری دستی مکرر [۲۹]
	میزان تصادفات کمتر (سوختگی چشم و پوست) مرتبط با قرار گرفتن در معرض نور شدید و تشعشع [۳۰]

جدول ۲٫
خواص مواد پایه (AA6063-T6).

خواص	ارزش
قدرت تسلیم [۳۵]	۲۱۴ مگاپاسکال
سختی [۳۶]	۲۵٫۸ جی

جدول ۳٫
پارامترهای عمومی جوشکاری

GTAW	FSW
مواد پرکننده: ER4043	سرعت چرخش: ۶۰۰ دور در دقیقه
جریان: ۱۷۵ A	سرعت جوشکاری: ۶۰۰ میلی متر در دقیقه
ولتاژ: ۱۸ ولت	زاویه شیب: ۰ درجه
	شانه با اسکرول
	قطر شانه: ۱۶ میلی متر
	قطر پین: ۸ میلی متر

جدول ۴٫
خلاصه محاسبات امتیاز پایداری برای GTAW.

عملکرد فیزیکی		اثرات زیست محیطی		اثر اقتصادی		تاثیر اجتماعی
قدرت تسلیم جوش (MPa)	۶۰٫۰	انتشار جوش (کیلوگرم)	۰٫۰۸	هزینه مصرفی (دلار آمریکا)	۲۶٫۰۵	نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰ کارمند) ۲۰۱۹	۱۳٫۹۵
چقرمگی جوش (J)	۱٫۰۸	استفاده از مواد کمکی (گرم)	۱۸۶۶۶۶٫۶۷	هزینه نیروی کار (دلار آمریکا در دقیقه)	۰٫۱۲	حداکثر نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰ کارمند) ۲۰۱۹	۱۶۰
		حد کمکی مواد (g)	۸۱۶,۶۶۶٫۶۷	زمان جوش (دقیقه)	۱۶٫۶۷	نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰ کارمند) ۲۰۲۰	۱۰۵
		اتلاف (گرم)	۰	مصرف انرژی (کیلووات)	۳٫۱۵	حداکثر نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰ کارمند) ۲۰۲۰	۱۶۵
		جرم جوش (گرم)	۳۳۰۳٫۶۳	هزینه انرژی (دلار/کیلووات ساعت)	۰٫۰۵	نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰ کارمند) ۲۰۲۱	۱۳۱٫۹۱
		محدودیت ردپای کربن (کیلوگرم)	۹۸۶٫۲۸	هزینه تجهیزات (دلار آمریکا)	۰٫۰۳	حداکثر نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰ کارمند) ۲۰۲۱	۱۷۰
		ردپای کربن (کیلوگرم)	۰٫۱۴	هزینه قطعات جوش (دلار آمریکا)	۲۴۶٫۳۸
		نسبت ذرات فلزی (غیر بعدی)	۰

جدول ۵٫
خلاصه محاسبات پایداری برای FSW.

عملکرد فیزیکی		اثرات زیست محیطی		اثر اقتصادی		تاثیر اجتماعی
قدرت تسلیم جوش (Mpa)	۱۰۲٫۹	انتشار جوش (کیلوگرم)	۰	هزینه مصرفی (دلار آمریکا)	۰٫۶۰	نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰ کارمند) ۲۰۱۹	۶٫۵۰
چقرمگی جوش (J)	۱٫۸۶	استفاده از مواد کمکی (گرم)	۰	هزینه نیروی کار (دلار آمریکا در دقیقه)	۰٫۱۲	حداکثر نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰ کارمند) ۲۰۱۹	۷۶٫۴۹
		حد کمکی مواد (g)	۰	زمان جوش (دقیقه)	۱٫۶۷	نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰ کارمند) ۲۰۲۰	۶٫۳۹
		اتلاف (گرم)	۰	مصرف انرژی (کیلووات)	۴٫۸۰	حداکثر نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰ کارمند) ۲۰۲۰	۳۶٫۷۱
		جرم جوش (گرم)	۳۲۸۲	هزینه انرژی (دلار/کیلووات ساعت)	۰٫۰۷	نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰ کارمند) ۲۰۲۱	۵٫۸۹
		محدودیت ردپای کربن (کیلوگرم)	۹۸۶٫۲۸	هزینه تجهیزات (دلار آمریکا)	۰٫۰۲	حداکثر نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰ کارمند) ۲۰۲۱	۹۰٫۹۹
		ردپای کربن (کیلوگرم)	۰٫۰۳	هزینه قطعات جوش (دلار آمریکا)	۲۴۶٫۳۸
		نسبت ذرات فلزی (غیر بعدی)	۰

جدول ۶٫
امتیاز پایداری برای GTAW و FSW.

جنبه	GTAW	FSW
عملکرد فیزیکی	۰٫۲۴	۰٫۳۹
اثرات زیست محیطی	۰٫۹۶	۱٫۰۰
اثر اقتصادی	۰٫۸۹	۱٫۰۰
تاثیر اجتماعی	۰٫۸۰	۰٫۸۹
امتیاز پایداری	۰٫۶۹	۰٫۷۸

جدول ۷٫
خلاصه ای از محاسبات امتیاز پایداری برای GTAW – سینی باتری.

عملکرد فیزیکی		اثرات زیست محیطی		اثر اقتصادی		تاثیر اجتماعی
قدرت تسلیم جوش (Mpa)	۶۰	انتشار جوش (کیلوگرم)	۰٫۰۸	هزینه مصرفی (دلار آمریکا)	۵۲٫۱۰	نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰۰۰ کارمند) ۲۰۱۹	۴۵۳۶
چقرمگی جوش (J)	۱٫۰۸	استفاده از مواد کمکی (گرم)	۳,۳۶۰,۰۰۰	هزینه نیروی کار (دلار/دقیقه)	۰٫۳۵	حداکثر نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰۰۰ کارمند) ۲۰۱۹	۴۵۳۶
		حد کمکی مواد (g)	۱۴,۷۰۰,۰۰۰	زمان جوش (دقیقه)	۳۰۰	نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰۰۰ کارمند) ۲۰۲۰	۴۱۵۸
		اتلاف (گرم)	۰	مصرف انرژی (کیلووات)	۳٫۱۵	حداکثر نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰۰۰ کارمند) ۲۰۲۰	۴۱۵۸
		جرم جوش (گرم)	۳۶۷۱٫۴۲	هزینه انرژی (دلار/کیلووات ساعت)	۴٫۹۹	نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰۰۰ کارمند) ۲۰۲۱	۳۷۸۰
		محدودیت ردپای کربن (کیلوگرم)	۹۸۶٫۲۸	هزینه تجهیزات (دلار آمریکا)	۰٫۲۸	حداکثر نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰۰۰ کارمند) ۲۰۲۱	۳۷۸۰
		ردپای کربن (کیلوگرم)	۲٫۵۹	هزینه قطعات جوش (دلار آمریکا)	۲۴۶٫۳۸
		نسبت ذرات فلزی (غیر بعدی)	۰

جدول ۸٫
خلاصه ای از محاسبات پایداری برای سینی های باتری FSW.

عملکرد فیزیکی		اثرات زیست محیطی		اثر اقتصادی		تاثیر اجتماعی
قدرت تسلیم جوش (Mpa)	۱۰۲٫۹	انتشار جوش (کیلوگرم)	۰	هزینه مصرفی (دلار آمریکا)	۳٫۶۰	نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰۰۰ کارمند) ۲۰۱۹	۲۰۸۶٫۵۶
چقرمگی جوش (J)	۱٫۸۶	استفاده از مواد کمکی (گرم)	۰	هزینه نیروی کار (دلار آمریکا در دقیقه)	۰٫۳۵	حداکثر نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰۰۰ کارمند) ۲۰۱۹	۴۵۳۶
		حد کمکی مواد (g)	۰	زمان جوش (دقیقه)	۱۸	نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰۰۰ کارمند) ۲۰۲۰	۱۹۱۲٫۶۸
		اتلاف (گرم)	۰	مصرف انرژی (کیلووات)	۲۰	حداکثر نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰۰۰ کارمند) ۲۰۲۰	۴۱۵۸
		جرم جوش (گرم)	۱۶۲۰۰	هزینه انرژی (دلار/کیلووات ساعت)	۱٫۷۰	نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰۰۰ کارمند) ۲۰۲۱	۱۷۳۸٫۸۰
		محدودیت ردپای کربن (کیلوگرم)	۱۱۱۳۰	هزینه تجهیزات (دلار آمریکا)	۰٫۵۰	حداکثر نرخ حادثه (روزهای دور از کار/۱۰۰۰۰ کارمند) ۲۰۲۱	۳۷۸۰
		ردپای کربن (کیلوگرم)	۲٫۲۳	هزینه قطعات جوش (دلار آمریکا)	۲۴۶٫۳۸
		نسبت ذرات فلزی (غیر بعدی)	۰

جدول ۹٫
امتیاز پایداری برای GTAW و FSW – سینی باتری.

جنبه	GTAW	FSW
عملکرد فیزیکی	۰٫۲۴	۰٫۳۹
اثرات زیست محیطی	۰٫۹۲	۱٫۰۰
اثر اقتصادی	۰٫۳۱	۰٫۸۲
تاثیر اجتماعی	۰٫۳۱	۰٫۶۵
امتیاز پایداری	۰٫۴۳	۰٫۶۸

سلب مسئولیت/یادداشت ناشر: اظهارات، نظرات و داده های موجود در همه نشریات صرفاً متعلق به نویسنده (ها) و مشارکت کننده (ها) است و نه MDPI و/یا ویرایشگر(ها). MDPI و/یا ویراستار(های) مسئولیت هرگونه آسیب به افراد یا دارایی ناشی از هر ایده، روش، دستورالعمل یا محصولات اشاره شده در محتوا را رد می کنند.

© ۲۰۲۳ توسط نویسندگان. دارنده مجوز MDPI، بازل، سوئیس. این مقاله یک مقاله با دسترسی آزاد است که تحت شرایط و ضوابط مجوز Creative Commons Attribution (CC BY) توزیع شده است (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

منابع:
۱- shahrsaz.ir , پایداری، جلد. ۱۵، صفحات ۸۶۵۰: مقایسه امتیاز پایداری استراتژی های جوشکاری برای ساخت قطعات حمل و نقل الکتریکی
,۱۶۸۵۱۰۵۷۰۴
۲- https://www.mdpi.com/2071-1050/15/11/8650 | 2023-05-26 04:30:00