علوم و فناوری جوشکاری ایران
سال:1396 | دوره:3 | شماره:2 |تعداد مقالات:9

اتصال فاز مایع گذرای فولاد زنگ نزن دوفازی UNS S32750 به فولاد آستینتی زنگ نزن AISI 304با استفاده از لایه میانی BNi-2در دمای 1050 oC و به مدت زمان 45 دقیقه انجام شد. ریز ساختار اتصال با میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مجهز به سیستم آنالیز تفکیک انرژی بررسی شد. به منظور تخمین خواص مکانیکی اتصال از آزمون ریزسختی سنجی و استحکام برشی استفاده شد. در ناحیه ی اتصال هیچ گونه ترکیب یوتکتیکی مشاهده نشد که به معنای کامل شدن انجماد همدما بود. ناحیه ی اتصال از دو قسمت انجماد همدما و منطقه ی متاثر از نفوذ تشکیل شد. استحکام برشی اتصال حدود 7/0 استحکام برشی فولاد زنگ نزن دوفازی بود. بررسی سطوح شکست نشان داد که نمونه متصل شده در زمان 45 دقیقه به صورت نرم شکسته بود.

برای مشخص کردن علل حادثه ای که پس از تعمیر نشتی خط لوله ی سراسری گاز طبیعی رخ داده بود، تحلیل شکست انجام شد. در این عملیات تعمیری بر طبق دستورالعمل انشعاب گیری گرم موجود تقویتی ناکامل (وصله) به لوله ی اصلی در حالی که گاز در خط لوله در جریان بود، جوشکاری شد. تحلیل شکست با جمع آوری اطلاعات از سابقه ی عملیات تعمیری شروع شد. سپس نمونه هایی برای بررسی های متالورژیکی ماکروسکوپی و میکروسکوپی تهیه شد. علاوه بر تحلیل های شکست نگاری سطوح شکست، از آنجایی که هیچ گونه اطلاعاتی از ماده ی بکاررفته در آن در دسترس نبود، ماده ی لوله نیز بررسی شد. تحلیل ها نشان دادند که ترک هیدروژنی، طراحی نادرست اتصال انشعاب، پوشش رنگ و شرایط عملیاتی خط لوله عوامل اصلی شکست بوده اند.

در این پروژه برای اندازه گیری تنش پس ماند جوش فولاد زنگ نزن AISI 304از روش اندازه گیری موج طولی شکست یافته بحرانی و همچنین روش سوراخ کاری استفاده شده است. به این منظور پارامترهای جریان پالس، جریان زمینه، درصد زمان پالس و فرکانس پالس به عنوان پارامترهای متغییر در نظر گرفته شده و از طراحی آزمایش تاگوچیL9 استفاده شد. هرکدام از نمونه ها مورد آزمون کشش و سختی سنجی و همچنین بررسی ریز ساختار قرار گرفتند. نتایج نشان میدهد که جریان زمینه موثرترین پارامتر در تنش های پس ماند بوده و جریان پالس عامل مهم بعدی و درصد زمان پالس و فرکانس پالس در اولویت های بعدی قرار دارند.

امروزه به دلیل نیاز به کوچک سازی، جوشکاری مقاومتی نقطه ای مقیاس کوچک مورد علاقه قرار گرفته است. فاکتور تعیین کننده در اندازهدکمه جوش مقاومت تماسی می باشد. در این مقاله یک رابطه ی جدید برای محاسبه ی مقاومت تماسی الکتریکی ارائه شده است. مدل حاضر می تواند محدوده های دمایی و اندازه ی دکمه جوش را پیش بینی نماید. جهت تصدیق مدل، Set up جوشکاری ساخته شد و آزمایش ها با استفاده از ورق هایHastelloy X انجام گردید. تحلیلDOE جهت بررسی تاثیر متغیرها بر قطر، بیشترین نیروی کششی و ارتفاع جوش انجام شد. مشخص گردید که افزایش جریان و زمان تا مقدار مشخصی باعث افزایش رشد دکمه جوش می شوند، اما افزایش نیرو باعث کاهش قطر خواهد شد.

در این تحقیق به منظور بهبود خواصمکانیکی آلیاژ آلومینیوم 2024، ابتدا آلومینیوم نانوساختار به روش نورد تبریدی تولید و سپس به روش جوشکاری مقاومتی نقطه ای جوشکاری شد. برای این منظور نمونه های آلومینیومی پس از انجام عملیات آنیل محلولی در دمای oC495 به مدت 55 دقیقه، نمونه ها تا کاهش ضخامت 85 درصد تحت فرآیند نورد تبریدی قرار گرفتند. سپس به منظور حصول همزمان استحکام و انعطاف پذیری ورق های تولید شده تحت عملیات پیر سازی قرار گرفتند. در این راستا آلیاژ فوق با پارامتر های مختلف جوش، شامل شدت جریان 60 الی KA105، نیروی الکترود KN 3، و مدت زمان جوشکاری 1/0 ثانیه جوشکاری شد. بیشترین میزان نیروی برش کشش دکمه جوش در شرایط جوشکاری با جریانKA 95 بدست آمد.

روش جوشکاری اصطکاکی اختلاطییاFSWیکی از روش های نوین جوشکاری محسوب می شود که با ایجاد اصطکاک بین دو قطعه و ایجاد حرارت عمل جوشکاری انجام می پذیرد. در اتصالات جوشکاری شده، پدیده تمرکز تنش باعث افزایش موضعی تنش در محل اتصال جوش خواهد شد. در این تحقیق، مدلسازی و تحلیل اتصالات جوشکاری اصطکاکی لب به لب سوپرآلیاژ های همنام پایه نیکلIN718و پایهMar-M247واتصال غیرهمنامIN718 و Mar-M247به وسیله نرم افزار ANSYS انجام گردید و سپس دستیابی به ضریب تمرکز تنش اتصال جوشکاری شده سوپرآلیاژهای همنام و غیرهمنام انجام پذیرفت. در نهایت ضرایب تمرکز تنش اتصالات همنام و غیرهمنام بررسی و با یکدیگر مقایسه گردید و با داده های تجربی گزارش شده در منابع مقایسه شد. نتایج نشان داد که مقدار ضریب تمرکز تنش میانگین در اتصال سوپرآلیاژهای همنام Mar-M247برابر 566/1، در اتصال سوپرآلیاژهای غیرهمنامIN718 و Mar-M247برابر 63/1 و در اتصال دو سوپرآلیاژ همنام IN718 برابر 52/1 می باشد.

نورد سرد پیوندییک فرایند جوشکاری حالت جامد است که پیوند در اثر تغییر شکل پلاستیک مواد ایجاد میشود. این فرایند برای گسترهای از مواد قابل استفاده است. علاوه بر این، برای ایجاد اتصال بین فلزاتی که با روش های مرسوم جوشکاری نمیتوانند پیوند ایجاد کنند، از فرایند نورد سرد پیوندی استفاده میشود. در این پژوهش، جوش سرد برنج و فولاد IF مورد مطالعه قرار گرفت. تاثیر پارامترهای فرایند نظیر کاهش ضخامت، آنیل قبل از نورد و زبری سطح بر خواص مکانیکی ورقهای جوش داده شده مورد بررسی قرار گرفت. از آزمونهای لایه کنی و سنبه برشی برای بررسی خواص مکانیکی نمونه های جوش استفاده شد. مشاهده شد که استحکام پیوند و استحکام برشیبا افزایش میزان کاهش ضخامت و زبری سطح، افزایش می یابند. همچنین آنیل قبل از فرایند نورد سرد موجب افزایش استحکام پیوند و کاهش استحکام برشی میگردد. در پایان برای ارزیابی سطوح شکست نمونه های آزمونهای لایه کنی و سنبه برشی از میکروسکوپ نوری(OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) استفاده شد.

در این تحقیق از روش طراحی آماری آزمایش (DOE) تحت عنوان روش تاگوچی برای بهینه سازی عوامل موثر بر خواص مکانیکی آلیاژهای نانو/فوق ریزدانه آلومینیوم-اسکاندیم در جوشکاری اصطکاکی – اختلاطی (FSW) استفاده شده است. شرایط بهینه به دست آمده از این روش منجر به بهترین خواص مکانیکی شد. نتایج آنالیز واریانس و تاگوچی نشان داد که سرعت دورانی ابزار با درصد تاثیر %08/60 به عنوان موثرترین پارامتر بر خواص مکانیکی قطعات جوش آلیاژهای آلومینیوم-اسکاندیم است. همچنین سرعت جوشکاری با درصد تاثیر %79/35 در رتبه دوم قرار داشت در حالیکه پارامتر زاویه ابزار با قطعه کار با درصد تاثیر %81/2 کمترین تاثیر را بر خواص مکانیکی قطعات جوش داشت. برای به دست آوردن شرایط بهینه مشخصه کیفی هر چه بیشتر بهتر انتخاب شد. سرعت دورانی ابزار rpm 700، سرعت جوشکاری mm/min 80 و زاویه ابزار با قطعه کار 3 درجه به عنوان شرایط کاری بهینه به دست آمدند. آزمایش تایید بر اساس شرایط کاری بهینه انجام شد. سختی میانگین و استحکام تسلیم به دست آمده در شرایط آزمایش تایید به ترتیب برابر 63 ویکرز و MPa 119 بودند که این مقادیر بزرگ ترین سختی و استحکام تسلیم به دست آمده برای قطعات جوش در این تحقیق هستند. بنابراین روش تاگوچی به عنوان یک روش موثر و سیستماتیک برای بهینه سازی پارامترهای FSW برای رسیدن به بیش ترین خواص مکانیکی در قطعات جوش آلیاژهای نانو/فوق ریزدانه آلومینیوم-اسکاندیم شناخته شد. همچنین نتایج آنالیز پراش الکترون برگشتی (EBSD) و بافت نشان داد که فلز پایه دارای بافت مکعبی و نمونه نورد تجمعی شده دارای بافت مس است. در حالیکه نمونه جوش بهینه شده دارای ریزساختار با دانه های هم محور تبلور مجدد یافته و بافت کاملا متفاوت از فلز پایه و نمونه نورد تجمعی شده بود. به طوریکه ترکیبی از بافت های-B/B و C در نمونه جوش بهینه شده مشاهده شد که نشان از وقوع تبلور مجدد دینامیکی پیوسته در طی فرایند جوشکاری اصطکاکی – اختلاطی است.

در این پژوهش، بررسی های ریزساختاری و خواص مکانیکی بر اتصال مشابه سوپرآلیاژ اینکونل 600 به روش فاز مایع گذرا با استفاده لایه میانی BNi-2 انجام شد. اتصالات در دماهای 1050 و 1100 درجه سانتی گراددر محدوده زمانی 5 تا 45 دقیقه انجام شد و بهترین اتصال تحت فرآیند همگن سازی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در دمای1050درجه سانتی گراد، ترکیب یوتکتیکی Ni-Bدر ناحیه انجماد غیرهمدما تشکیل شد. اما در دمای 1100درجه سانتی گراد، علاوه بر ترکیب Ni-B، ترکیب Cr-B نیز مشاهده شد. در ناحیه متاثر از نفوذ، ترکیبات Ni-B و Ni-Cr-Bوجود داشت. بهترین اتصال در دمای1050درجه سانتی گرادو زمان 45 دقیقه حاصل شد که شامل نواحی ناپیوسته از انجماد غیر همدمادر زمینه انجماد همدما بود. فرآیند همگن سازی بر این نمونه در دمای1080 درجه سانتی گراد و زمان 120 دقیقه سبب شد تا ناحیه متاثر از نفوذ و ناحیه انجماد غیر همدمابه طور کامل از بین بروند. بررسی های مکانیکی نشان داد که به دلیل حضور ترکیبات بین فلزی در ناحیه متاثر از نفوذ و ناحیه انجماد غیر همدما، سختی این مناطق به ترتیب برابر با 310 و 511 ویکرز بودند که با حذف این مناطق در اثر همگن سازی، خواص مکانیکی اتصال افزایش یافت.