تقييم التوصيلية الحرارية والقوة الميكانيكية لألومنيوم AA1050 الملحوم باللحام في تطبيقات قنوات التبريد

الملخص

تقيّم هذه الدراسة السلامة الميكانيكية وأداء انتقال الحرارة لوصلات اللحام التراكبية المصنوعة من سبائك الألومنيوم AA1050 والمستخدمة في تطبيقات قنوات التبريد، وذلك باستخدام معدن الحشو Al-Si 4047 ومادة NOCOLOK® من فلوروألومينات البوتاسيوم. تم استخدام تصميم Taguchi L9 ثنائي العوامل وثلاثي المستويات، مع تغيير قطر السلك (1.6، 2.4، 3.2 مم) وقطر الثقب (5، 7، 9 مم) في تكوين لحام بالسدادة. يركز هذا البحث على التقييم الميكانيكي والحراري للوصلة، مما يوفر مؤشرًا واضحًا على سلوك وخصائص الوصلات الملحومة. أظهرت الاختبارات الميكانيكية أداءً مثاليًا واضحًا عند استخدام سلك بقطر 2.4 مم وثقب بقطر 7 مم، حيث تم تحقيق أعلى حمل قص (≈3150 نيوتن) وأكثر استجابة مستقرة لعوامل التشويش. أشارت قياسات التوصيل الحراري إلى أن الوصلات المملوءة جيدًا ذات المسامية المنخفضة، في نفس الظروف، احتفظت بتوصيل حراري قريب من الحد الأعلى المُلاحظ في الوصلات الملحومة (≈200 واط/متر/كلفن) مقارنةً بسبائك الألومنيوم AA1050 الأساسية (≈222 واط/متر/كلفن)، مما يؤكد أن المسامية البينية والأطوار اليوتكتيكية الغنية بالسيليكون هما السببان الرئيسيان لهذا الانخفاض الطفيف. وقد حدد تحليل التباين (ANOVA) من تحليل Taguchi قطر السلك كعامل مهيمن، يليه قطر الثقب، مما يُبرز أهمية موازنة حجم الحشو مع هندسة الوصلة لكبح مسامية الانكماش وضمان التبلل الكامل. وبشكل عام، تُحقق الظروف المُثلى أقصى قدر من مقاومة القص والتوصيل الحراري في آنٍ واحد، مُلَبِّيةً بذلك المتطلبات المزدوجة للمتانة الهيكلية وتبديد الحرارة بكفاءة في تجميعات قنوات التبريد المصنوعة من الألومنيوم.