در این پژوهش به بررسی جوش پذیری سوپرآلیاژ پایه نیکل رسوب سخت شونده Zhs6u از طریق مطالعه میزان ترک ها و تغییرات ریزساختاری در فلز جوش و منطقه HAZ پرداخته شد. هدف این پروژه دست یابی به پارامترهای بهینه جوشکاری تعمیری پرتو الکترونی و بررسی تأثیر مقادیر مختلف حرارت ورودی بر ریزساختار و خواص فلز جوش است. لذا تمامی نمونه ها پس از عملیات حرارتی پیش از جوشکاری با سیکل بهینه با مقادیر متفاوت جریان و سرعت های مختلف، تحت ولتاژ ثابت جوشکاری شدند. نتایج مشاهدات ریزساختاری نشان داد که افزایش حرارت ورودی در جوشکاری تعمیری سوپرآلیاژ Zhs6u منجر به افزایش حساسیت به ترک های انجمادی در منطقه جوش خواهد شد. هم چنین مشاهدات ریزساختاری در نمونه های جوشکاری شده با حرارت های ورودی متفاوت نشان داد که منطقه جوش مشابه بخش پایه از فاز زمینه شامل فاز و رسوبات، فاز یوتکتیک و فاز کاربید با مورفولوژی حروف چینی تشکیل شده است که مورفولوژی این فازها در جوش با زمینه متفاوت است اما از نظر ترکیب شیمیایی و نوع فاز، مشابه فلز پایه می باشد.

جوشکاری آلیاژهای آلومینیم به روش های متداول ذوبی منجر به ساختاری درشت دانه، عیوب اجتناب ناپذیر و نرم شدگی شدید در ناحیه جوش می شود. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با ابزار دوکی شکل تکنیکی از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی می باشد که به دلیل داشتن یک شانه اضافه، پتانسیل بالایی برای توسعه کاربردهای روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در صنایع دریایی، هوافضا و خودرو ایجاد کرده است. به منظور ارزیابی امکان اتصال همجنس آلیاژ آلومینیم 5083، ورق هایی به ضخامت 3 میلیمتر از این آلیاژها به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با ابزار دوکی شکل جوشکاری شدند. اثر متغیرهای مختلف فرآیند نظیر فاصله بین شانه ها، سرعت پیشروی و سرعت چرخش ابزار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اتصال سالم در سرعت پیشروی mm/min 13 و سرعت چرخش ابزار rpm 1350 بدست می آید. نتایج آزمون کشش نشان داد که راندمان اتصال بدست آمده 5/94% است که از راندمان اتصال روش های ذوبی بیشتر و قابل مقایسه با راندمان اتصال با روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی معمولی است. ارزیابی میکروسکوپی سطح شکست نمونه های جوشکاری شده نشان داد که برای اتصال های همجنس، مکانیزم شکست غالب، شکست نرم می باشد.

در این پژوهش به بررسی ساختار میکروسکوپی، فاز شناسی، سختی و رفتار سایشی فولاد ساده کربنیSt52 روکش کاری شده با الکترود پرکروم-کربن با و بدون استفاده از لایه میانی فولاد زنگ نزن آستنیتی309 پرداخته شده است. جهت روکش کاری از روش جوشکاری قوسی فلز روپوش دار (SMAW) و روش جوشکاری قوسی تنگستن گاز (GTAW) استفاده شده است. برای بررسی ریز ساختار از میکروسکوپ نوری، الکترونی و آنالیز EDS و جهت بررسی سختی و مقاومت سایشی از آزمون ریزسختی سنجی ویکرز و سایش به روش رفت و برگشتی استفاده گردید. یافته های پژوهش نشان داد که ساختار در سطح نمونه های روکش کاری شده متشکل از کاربیدهای M7C3 و زمینه یوتکتیک "γ " "M" _"7" "C" _"3" است. همچنین در نمونه روکش کاری شده با لایه میانی309 در مقایسه با نمونه ی یک پاس کسر حجمی کاربیدها افزایش یافته است. دلیل این موضوع در ارتباط با کاهش رقت آهن و افزایش رقت کروم در نمونه با لایه میانی309 و به طبع آن افزایش کسر حجمی کاربیدهای M7C3 است. افزایش درصد کاربیدها در نمونه با لایه میانی309 باعث افزایش سختی و به طبع آن افزایش مقاومت به سایش در مقایسه با نمونه ی یک پاس میگردد، به نحوی که سختی سطح و کاهش وزن در آزمون سایش از 780HV و 3. 7mg در نمونه بدون لایه میانی (یک پاس) به 945HV و 2mg در نمونه با لایه میانی309 می رسد. با بررسی سطوح سایش یافته نمونه ها، مشخص گردید که مکانیزم سایش از نوع چسبان می باشد. با افزایش سختی در نمونه با لایه میانی از میزان سایش چسبان کاسته شده است.

هدف از پژوهش حاضر، بررسی خواص­مکانیکی و ریزساختاری فولاد 7225/1 در فرایند جوشکاری لیزری با استفاده از دستگاه لیزر پالسی Nd: YAG و سپس تعیین فاصله کانونی بهینه نسبت به قطعه، در ناحیه جوش است. پس از جوشکاری، مشخصه یابی ریزساختاری، ریزسختی سنجی و آزمون کشش انجام شد. ارزیابی­های انجام گرفته نشان داد، فاصله کانونی بهینه برای جوشکاری ورق فولاد 7225/1 با ضخامت یک میلی متر، حدود 9 میلی متر بوده به طوری که کانون در یک میلی متر زیر سطح قطعه قرار دارد. با توجه به تمرکز حرارتی و نرخ سرمایش بالا در جوشکاری لیزری، ریزساختار مارتنزیتی، در نواحی ذوبی و متاثر از حرارت ­نمونه­ها مشاهده شد. در این آلیاژ، میزان سختی فلزپایه HV 10 ± 310 بود که پس از جوشکاری سختی نمونه با فاصله کانونی بهینه در ناحیه متاثر از حرارت به HV 10 ± 625 و در ناحیه ذوبی به HV 5 ± 730 رسیده است. همچنین، نتایج آزمون کشش نشان داد که خواص کششی نمونه با فاصله کانونی بهینه، تقریباً مشابه با فولادپایه بوده و شکست در ناحیه فولاد پایه مشاهده شده است.

جوشکاری اصطکاکی اختلاطی (FSW) یک فرایند نوین جوشکاری حالت جامد می باشد که برای آلیاژهای آلومینیم به ویژه برای آن گروه از آلیاژهای آلومینیم که روش های جوشکاری ذوبی برای آنها مناسب نمی باشد، مانندآلیاژ آلومینیم 2024، کاربرد وسیعی دارد. حین جوشکاری FSW دانه های منطقه فلز جوش (منطقه اختلاط)، به صورت بسیار ریز و هم محور تشکیل می شوند. مکانیزم تشکیل این دانه ها، حین فرآیند جوشکاری از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. در این تحقیق علاوه بر تشخیص و ارائه مکانیزم تشکیل دانه های منطقه اختلاط، تاثیر سرعت دورانی ابزار و سرعت جوشکاری بر اندازه دانه های این منطقه از آلیاژ 2024 بررسی شده است. با افزایش سرعت جوشکاری اندازه دانه در منطقه اختلاط کاهش یافته و با افزایش سرعت دورانی ابزار اندازه دانه افزایش می یابد. مکانیزم غالب در شکل گیری دانه های منطقه اختلاط حین جوشکاری FSW، مکانیزم تبلور مجدد پیوسته (CDRX) تشخیص داده شد.

فناوری های اتصال و فرآوری حالت جامد در حال تبدیل شدن به یک جایگزین دایمی برای اتصال آلیاژهای نرم هستند که با روش های متداول ذوبی به سختی قابل جوشکاری هستند. با گذشت سه دهه از ابداع این روش، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی خود را به عنوان پیشتاز در اتصال ورق های آلومینیومی با استحکام بالا معرفی نموده است که کاربرد اصلی آن ها در صنایع خودروسازی و صنایع فضایی است. همچنین این روش موفقیت نسبی در اتصال سایر آلیاژها نیز از خود نشان داده است. با توجه به موفقیت قابل توجه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، زمینه لازم برای استفاده در کاربردهای پیچیده تر و جوشکاری آلیاژهای با استحکام بالاتر فراهم شد. با این حال، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی تنها فرایند موفق مبتنی بر اصطکاک دورانی نیست. در سال های اخیر جوشکاری اصطکاکی هیدروپیلار که روشی موفق در ترمیم آسیب های سطحی و عمقی آلیاژهای فولادی است، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در مقاله حاضر، عمده فرایندهای مبتنی بر اصطکاک دورانی در دو دسته اصلی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و جوشکاری اصطکاکی هیدروپیلار معرفی شده و مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یکی از روش های نوین جوشکاری حالت جامد است که نسبت به روش های مرسوم جوشکاری ذوبی، به دلیل دمای ورودی کم و نداشتن حالت ذوب و انجماد مجدد مواد، از مزایای زیادی برخوردار است. در این تحقیق، تغییرات استحکام کششی جوش براساس دو پارامتر هندسه شولدر ابزار و تنظیمات زاویه کلگی دستگاه برای جوشکاری ورق های پلی پروپیلن بررسی شده است. برای به دست آوردن مقدار بهینه این پارامترها، مقادیر دیگر متغیرها مانند سرعت دورانی و سرعت خطی ابزار ثابت فرض شده اند. پس از انجام جوشکاری نمونه ها، آزمون کشش طبق استانداردهای مرجع روی نمونه ها انجام شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن بود که هندسه ابزار تاثیر زیادی بر استحکام کششی و شکل ظاهری جوش ایجاد شده دارد و قطعاتی که توسط ابزار با شولدر مارپیچی جوشکاری شده بودند، استحکام بالاتری داشتند. همچنین در شرایط یکسان، بالاترین استحکام کششی مربوط به زمانی است که زاویه کلگی دستگاه دو درجه انتخاب شود.

اتصال آلیاژهای آلومینیوم به فولادها به منظور کاهش مصرف سوخت در صنعت بسیار مورد توجه قرار گرفته است. از آن جاکه جوشکاری های ذوبی برای این اتصالات چندان مناسب نمی باشند، از این رو محققین به جوشکاری های حالت جامد از جمله جوشکاری اصطکاکی روی آورده اند. با این اوصاف، باز هم احتمال تشکیل ترکیبات بین فلزی در فصل مشترک اتصال وجود دارد. در تحقیقات پیشین تشکیل ترکیباتی از جمله FeAl3، Fe2Al5 و Fe4Al13 در حین این جوشکاری گزارش شده است. در این تحقیق با ساخت مدلی عددی با المان محدود به بررسی اثر پارامترهای مختلف بر حرارت ایجاد شده در فصل مشترک و توزیع حرارت در قطعات که منجر به تشکیل این ترکیبات می شود پرداخته شده است. به علاوه، با ساخت مدلی ریاضی با استفاده از شبکه عصبی به مدلسازی پارامترهای این جوشکاری در اتصال غیرمشابه فولاد زنگ نزن به آلیاژ آلومینیوم پرداخته شده است. درنهایت مشاهده گردید نقطه بهینه فرایند در سطح میانی پارامترهای انتخابی قرار گرفته است.