42 نتیجه برای اتصال
محسن رفیع، حامد ثابت، وحید ابوئی مهریزی،
دوره 7، شماره 1 - ( 5-1400 )
چکیده
در این پژوهش اتصال غیر هم جنس ورقهای Ti-6Al-4V و 304AISI به روش جوشکاری لیزر نقطه ای مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ورقهای مذکور به ضخامت 7/0 و 5/0 میلیمتر با استفاده از لایه واسط مس یا نقره (خالص) به ضخامت 2/0 و 3/0 میلیمتر با استفاده از دستگاه جوش لیزر پالسی 400 وات (Nd:YAG) و به روش نقطه جوش‌‌های هم مرکز به قطر 4 میلیمتر در حالت روی هم جوشکاری شدند و مورد آزمایش و بررسی قرار گرفتند. ابتدا بازرسی چشمی و سپس متالوگرافی نوری صورت گرفت و در صورت عدم وجود ترک آزمونهای سختی ویکرز، کشش و بررسی میکروسکپی الکترونی روبشی بر روی نمونهها انجام شد و نتایج آزمون‌ها حاکی از آنست که در فلز نقره به‌عنوان لایه واسط استفاده شده با زمان 3 میلی ثانیه هیچگونه اتصالی ایجاد نشد و جابجایی فلز رویی نیز تاثیری در نتیجه نداشت و بهترین شرایط اتصال در شرایطی است که 304AISI در معرض جوش لیزر باشد با استفاده از لایه واسط از جنس مس، حرارت ورودی 7/10 ژول، قله توان 5/1 کیلووات، فرکانس 15 هرتز و زمان 7 میلی ثانیه بهترین نتیجه بدست آمد و سختی منطقه جوش و استحکام نهایی به ترتیب 504 ویکرز و 160 مگا پاسکال بدست آمد.
مهرشاد علی‌مددی، مسعود گودرزی، سید‌محمد‌علی بوترابی،
دوره 7، شماره 1 - ( 5-1400 )
چکیده
هدف از پژوهش حاضر، ایجاد اتصال غیر همجنس آلومینیم Al6061 به فولاد St52 توسط فرایند جوشکاری اصطکاکی همزدنی و همچنین بررسی اثر سرعت پیشروی ابزار بر درشت ساختار و خواص مکانیکی اتصال حاصل است. با توجه به اینکه جوشکاری آلومینیم به فولاد توسط روش‌های ذوبی به دلیل تشکیل ترکیبات بین‌فلزی بسیار مشکل است از این‌‌رو با استفاده از جوشکاری اصطکاکی همزدنی سعی بر آن است که با تعیین و انتخاب پارامترهای بهینه، بتوان به اتصالی با ریزساختار و خواص مکانیکی مطلوب دست یافت. این تحقیق در سه سرعت پیشروی 16، 40 و 85 میلیمتر بر دقیقه انجام شد. با توجه به نتایج آنالیز تفکیک انرژی پرتو ایکس مشخص شد که لایۀ تشکیل شده در درز اتصال عمدتاً ترکیب بین‌فلزی است. در سه سرعت پیشروی بالاترین استحکام کششی نهایی در سرعتmm/min 85 به مقدارMPa 200 بدست آمد. با توجه به منحنی تنش کرنش، شکست در دو سرعت 16 و 40 میلیمتر بر دقیقه به صورت ترد بوده و در سرعت 85 میلیمتر بر دقیقه شکست نرم است. با استفاده از آزمون ریزسختی سنجی، بیشترین سختی در منطقۀ اختلاط آلومیـنیم HV 75 و در سـمت فولاد به فاصله mm 2/0 از درز اتصال HV 315 بدست آمد، که بالاتر از فلزهای پایه (فلز پایۀ آلومینیم به‌طور میانگین HV 53 و فلز پایۀ فولاد به‌طور میانگین HV245) است.
حمیدرضا معصومی، سید حامد رضوی، امیرحسین میثمی، محمد خدائی،
دوره 7، شماره 1 - ( 5-1400 )
چکیده
آلیاژهای آلومینیوم Al1050 به ضخامت یک میلیمتر و Al3105 به ضخامت نیم میلیمتر از طریق جوش نقطهای با کمک ارتعاشات آلتراسونیک (USW) به یکدیگر متصل شدند. برای ایجاد جوش مناسب، یک هورن ارتعاشی (ابزار جوشکاری) متناسب با مبدل و مولد آلتراسونیک، به کمک نرم افزار ANSYS طراحی و ساخته شد. به دلیل سیکل گرمایی و مکانیکی در حینUSW، فرایند نفوذ و اختلاط مکانیکی در ایجاد جوش در فصل مشترک ورقها دخیل هستند. عنصر آلیاژی Mn موجود درAl3105 درAl1050 نفوذ میکند. رفتار نفوذ در محل قرارگیری ورق Al3105 در زیر یا بالا محل نقطه جوش در حین جوشکاری متفاوت است. حد تحمل جوش مورد بررسی قرار گرفت و پارامتر های توان مبدل، زمان نگهداری هورن و فشار اعمالی در محل نقطه جوش به عنوان متغیرهای جوشکاری در نظر گرفته شدند و نقطه بهینه برای شرایط جوشکاری موجود به دست آمد که بهترین حد تحمل جوش مربوط به توان 750 وات در زمان های 2 و 3 ثانیه نگهداری هورن روی محل همپوشانی ورقها بود. همچنین در تست کشش، پارگی ورقها از اطراف محل نقطه جوش (خارج از نقطه جوش) صورت گرفت.
مهدی صفری، امیر حسین ربیعی، جلال جودکی،
دوره 7، شماره 1 - ( 5-1400 )
چکیده
روش جوشکاری مقاومتی نقطه ای یکی از روش های موثر برای اتصال ورق های فلزی می باشد. تخمین نیروی شکست در قطعات جوشکاری شده از اهمیت بالایی برخوردار بوده و از روش های مختلفی برای یافتن نیروی شکست استفاده می شود. در این مقاله از یک سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی (انفیس) برای تخمین و پیش بینی میزان استحکام قطعات جوشکاری شده استفاده می شود. برای این منظور با انجام یک طراحی آزمایش برای پارامترهای موثر فرآیند شامل شدت جریان جوشکاری، زمان اعمال جریان، زمان خنک شدن و نیروی مکانیکی، نمونه های جوشکاری تهیه شد. ورق مورد استفاده در نمونه ها فولاد کربنی AISI 1060 می باشد. پس از انجام آزمون کشش استحکام نمونه ها بدست آمده و سپس با استفاده از الگوریتم بهینهسازی آموزش و یادگیری در سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی پارامترهای بهینه مدل توسعه داده شده بدست آمد. 70 درصد دادههای مربوط به استحکام نمونه ها برای آموزش سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی و 30 درصد باقیمانده برای بررسی صحت مدل ایجاد شده(بخش تست) مورد استفاده قرار گرفته است. دقت مدل بدست آمده با استفاده از نمودارهای مختلف و همچنین بر اساس معیارهای آماری جذر میانگین مربعات خطا، میانگین خطای مطلق، ضریب تعیین و درصد میانگین خطای مطلق بررسی شده است. از نتایج بدست آمده مشخص میشود که شبکه انفیس در پیشبینی استحکام شکست قطعات جوشکاری شده توسط فرآیند جوشکاری مقاومتی نقطه ای بسیار موفق عمل کردهاست. در پایان مشاهده می شود که ضریب تعیین و درصد میانگین خطای مطلق برای تخمین استحکام شکست در بخش آموزش به ترتیب برابر با 99/0 و 48/0 درصد و در بخش تست برابر با 95/0 و 2/6 درصد میباشند.
حسین سلیمانی، کامران امینی، فرهاد غروی،
دوره 7، شماره 2 - ( 11-1400 )
چکیده
در این پژوهش، اتصال لب به لب ورق آلیاژهای آلومینیوم 2024 و 7075 توسط فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی FSW انجام شد و اثر موقعیت ابزار به اندازه 1 میلیمتر از خط مرکزی اتصال به سمت پیشرونده (AS) و پسرونده (RS) در سه حالت (1+ ، 0، 1-) بر خواص ساختاری و مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور، آلیاژهای آلومینیوم 2024 و 7075 بترتیب بعنوان پیشرونده و پسرونده انتخاب شدند. در این روش اتصال، سرعت پیشروی 200 میلی متر بر دقیقه و سرعت چرخش ابزار 600 دور بر دقیقه انتخاب شد. بعد از انجام جوشکاری، ماکرو ساختار و ریزساختار مناطق مختلف جوش و سطوح شکست نمونهها با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. همچنین جهت ارزیابی خواص مکانیکی از آزمون های ریزسختی (ویکرز) و کشش استفاده شد. از ماکرو ساختار حاصله مشاهده شد که در هر سه حالت اتصال FSW سطح جوش عاری از عیب یا هر گونه نقص دیگر (عدم نفوذ، تخلخل و غیره) است. با تغییر موقعیت ابزار، مورفولوژی ریزساختار جوش از حالت همگن به حالت حلقه پیازی تغییر کرد. همچنین با تغییر موقعیت ابزار به سمت AS استحکام کششی به مقدار 5/17 درصد افزایش یافت ولی با تغییر موقعیت ابزار به سمت RS استحکام کششی به مقدار 3/13 درصد کاهش نشان داد. میزان سختی در تمامی نمونهها تقریبا یکسان بود ولی در ناحیه جوش بیشترین میزان سختی مشاهده شد. بنابراین نتایج کسب شده نشان داد که با تغییر موقعیت ابزار به سمت AS خواص مکانیکی نسبت به حالت بدون موقعیت و موقعیت به سمت RS بهبود یافت.
نوراله طاهری مقدم، امین ربیعی زاده، علی خسروی فرد، لاله قلندری،
دوره 7، شماره 2 - ( 11-1400 )
چکیده
جوشکاری آلیاژهای آلومینیم به روش‌های متداول ذوبی منجر به ساختاری درشت دانه، عیوب اجتناب ناپذیر و نرم شدگی شدید در ناحیه جوش میشود. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با ابزار دوکی شکل تکنیکی از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی می‌باشد 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، ورق‌هایی 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 شانه‌ها، 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 می‌آید. نتایج آزمون کشش نشان داد که راندمان اتصال بدست آمده 5/94% است که از راندمان اتصال روش‌های 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 اتصال‌های همجنس، مکانیزم شکست غالب، شکست نرم می‌باشد.
بهزاد بینش، سیما میرزایی، امین تقی اهری،
دوره 7، شماره 2 - ( 11-1400 )
چکیده
اتصال فاز مایع گذرای فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304L با استفاده از لایه میانی آمورف BNi-2 انجام شد. ریزساختار اتصال با میکروسکوپ نوری (OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به سیستم آنالیز تفکیک انرژی (EDS) بررسی شد. تأثیر دمای اتصال (1110-1030 درجه سانتیگراد) بر ریزساختار و خواص خوردگی نمونه های اتصال یافته مورد مطالعه قرار گرفت. مقاومت به خوردگی الکتروشیمیایی نمونه های اتصال در محلول 3.5% NaCl ارزیابی شد. مکانیزم تشکیل ریزساختار و توالی انجماد در ناحیه اتصال مورد بحث قرار گرفت. در ناحیه مرکزی اتصال بورایدهای غنی از نیکل و کروم، ترکیب Ni-Si-B و ذرات ریز Ni3Si در زمینه گاما نیکل شناسایی شدند. بررسی های ریزساختاری نشان داد که توالی انجماد این فازها به صورت + γ ← γ + L ← Lبوراید نیکل+ بوراید کروم + γ ← L +بوراید نیکل + بوراید کروم + ترکیب Ni-Si-B می باشد. بالاترین میزان مقاومت به خوردگی در نمونه اتصال در دمای 1070 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه مشاهده شد که قابل قیاس با فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 اولیه است. این امر به ریزساختار ناحیه اتصال شامل مقدار ناچیزی ترکیبات یوتکتیک در ناحیه انجماد غیرهمدما نسبت داده میشود.
ایمان صیدی، رضا دهملایی، خلیل رنجبر،
دوره 8، شماره 1 - ( 5-1401 )
چکیده
در این پژوهش اتصال نفوذی سرامیک زیرکونیای پایدار شده با ایتریم اکسید به سوپرآلیاژ نایمونیک 105 با استفاده از لایه میانی چندتایی Ti/Nb/Ni انجام شد. اتصال با استفاده از روش جرقه پلاسمایی در اتمسفر خلاء و در دماها و زمانهای مختلف انجام گردید. به منظور بررسی ریزساختار در شرایط مختلف از میکروسکوپ نوری، SEM و FESEM مجهز به EDS استفاده شد. نتایج نشانداد که ناحیه بحرانی اتصال، فصل مشترک Ti/3YSZ بوده و در تمامی شرایط اتصال در فصل مشترکهای Ti/Nb، Nb/Ni و Ni/NI 105 برقرار شده است. مشاهدات ریزساختاری نشان داد که در تمامی شرایط دمایی و زمانی اتصال، در فصل مشترک Ti/3YSZ دو ناحیه مجزا شامل Ti3O و (Zr,Ti)2O (به دلیل اختلاف در عمق نفوذ عناصر Ti، Zr و O) تشکیل گردیده و با افزایش دما و زمان اتصال ضخامت این نواحی افزایش یافته است. بررسیهای ریزساختاری مشخص نمود که اتصال در شرایط دمایoC 900 و زمان 30 دقیقه فاقد هرگونه ترک و ناپیوستگی بوده و در اثر نفوذ خوب اتم‌ها، لایه واکنش مناسبی تشکیل شد. نتایج ریزسختیسنجی و آنالیزهای EDS ضعیف بودن لایه واکنشی Ti3O را نشان داد.
حامد تیربند، داود اکبری، میلاد ساده،
دوره 8، شماره 1 - ( 5-1401 )
چکیده
امروزه استفاده از مواد مرکب به دلیل خواص ویژه استحکامی وهمچنین سایر ویژگی‌های منحصر به فرد در صنایع مختلف افزایش یافته است. یکی از موارد مهم در حین ساخت و مونتاژ این‌گونه مواد، اتصال آن‌ها به همدیگر می‌باشد. در این مقاله اتصال قطعات گرماسخت با آماده‌سازی سطحی به کمک پرتولیزر مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی بررسی مکانیزم‌های چسبندگی سطحی بهتراتصال نسبت به سطح ساده و همچنین ایجاد رویکردهای عملی جهت افزایش قدرت چسبندگی اتصال قطعات گرماسخت و استفاده از این فرایند به عنوان تکنیک مقرون به صرفه است. کامپوزیت‌ها از رزین اپوکسی گرما سخت (که بعد از 12 ساعت در دمای محیط سخت می‌شوند) و از الیاف دو بعدی بافته شده شیشه ساخته و بعد از گرمادهی حجمی با دمای 180تا200درجه سانتیگراد توسط چسب متصل شدند. در این پژوهش سطح همپوشانی قطعه توسط لیزر در الگوهای دایره‌ای حکاکی شده و قطعات خام به صورت پولیش دستی و سایش مکانیکی آماده شدند. نتایج حاصل نشان می‌دهند که با بررسی اثر زبری سطح و ضخامت کامپوزیت بر استحکام اتصال، بیشترین مقدار استحکام برشی مربوط به سطح زبر در مقایسه با دیگر روش‌های آماده‌سازی است که در نمونه‌های مزبور، نیروی 450 نیوتن می‌باشد. آماده سازی سطح مقدار نفوذ چسب در قطعات را افزایش داده و استحکام کششی را گسترش می‌دهد.
محمد مهدی تقوائی، مرتضی شمعانیان، بهزاد نیرومند، حسین مستعان،
دوره 8، شماره 2 - ( 11-1401 )
چکیده
اتصال سوپر آلیاژ پایه نیکل 276Hastelloy C به فولاد زنگنزن آستنیتی 316AISI با استفاده از لایه واسط 2-BNi توسط فرایند فاز مایع گذرا (TLP) در دمای 1150 درجه سانتی گراد و زمان های 5 و 30 دقیقه انجام شد. ریزساختار اتصال با استفاده از میکروسکوپ نوری (OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) موردمطالعه قرار گرفت. برای ارزیابی خواص مکانیکی از آزمون سختی ویکرز و آزمون استحکام کشش برشی استفاده‌شده است. بررسی های ریزساختاری نشان داد که در زمان های اتصال 5 و 30 دقیقه انجماد همدما به‌صورت کامل تشکیل‌شده و خط مرکزی اتصال عاری از هرگونه ترکیبات بین فلزی یوتکتیک است. همچنین یافته ها نشان داد که منطقه DAZ سوپر آلیاژ 276C Hastelloy حاوی بوریدهای غنی از Ni، Cr، Mo و W و منطقه DAZ فولاد زنگ نزن آستنیتی 316AISI حاوی بوریدهای غنی از Fe، Cr و Ni است.
علی پورجعفر، رضا دهملایی، سید رضا علوی زارع، خلیل رنجبر، محمد رضا توکلی شوشتری،
دوره 8، شماره 2 - ( 11-1401 )
چکیده
در این پژوهش تاثیر دما بر ریزساختار و لایه واکنشی در فصل مشترک لایه میانی Ti و فلز پایه مربوط به اتصال نفوذی آلیاژ زیرکونیوم 702 به فولاد کم‌آلیاژ A516 بررسی شد. اتصال با استفاده از تکنیک اتصال نفوذی پلاسمای جرقه‌زن در دماهای ۹۰۰، ۹۵۰ و ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد و مدت زمان ۳۰ دقیقه انجام گردید. به منظور بررسی ریزساختار فصل مشترک اتصال از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مجهز به آنالیز EDS استفاده شد. بررسیهای میکروسکوپی نشان داد که در همه دماها با وجود نفوذ متقابل اتم‌ها و تشکیل لایه واکنشی مناسب بین لایه میانی تیتانیوم و فلزپایه زیرکونیوم، هیچگونه فاز بین‌فلزی، ترک، حفره و ناپیوستگی در فصل مشترک آن‌ها تشکیل نگردیده است. در فصل‌مشترک اتصال سه فاز محلول جامد (a+b)(Zr,Ti) وb(Ti,Zr) وa(Ti,Zr) شناسایی شدند. مشخص گردید که با افزایش دمای اتصال، فازها و ترکیبات جدید در فصل مشترک تشکیل نگردیده ولی ضخامت لایه واکنشی افزایش یافته است. اندازه‌گیری ضخامت لایه واکنشی نشان داد که بیشترین میزان نفوذ معادل 84 میکرون در دمای oC۱۰۰۰ و کمترین میزان نفوذ معادل 64 میکرون در دمای oC۹۰۰ صورت گرفته است.
نوراله طاهری مقدم، امین ربیعی زاده، علی خسروی فرد، لاله قلندری،
دوره 8، شماره 2 - ( 11-1401 )
چکیده
علی رغم گسترش کاربردهای آلیاژهای آلومینیم در بخش‌های مختلف صنعت، مشکل مشترک آن‌ها سختی اتصال غیرهمجنس این آلیاژها به روش جوشکاری می‌باشد. بر این اساس، هدف اصلی این پژوهش ارزیابی خواص مکانیکی اتصال غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیم عملیات حرارتی پذیر 6061 و عملیات حرارتی ناپذیر 5083 به روش جوشکاری قوس تنگستنی با گاز محافظ و یافتن ارتباط آن با ریزساختار می‌باشد. به منظور ارزیابی دقیق‌تر نتایج و مقایسه منطقی آن‌ها، اتصال‌های همجنس نیز اجرا و مشخصه‌یابی شد. برای بررسی خواص مکانیکی و ریزساختاری، کیفیت جوش ایجاد شده پس از تایید سلامت اتصال توسط آزمونهای غیرمخرب، توسط آزمونهای مخرب خمش، کشش، متالوگرافی و سختی‌سنجی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اتصال غیرهمجنس مطلوب تحت شرایط جریان پالسی 80-120 آمپر، ولتاژ 20 ولت، سرعت جوشکاری 15 سانتی‌متر بر دقیقه و فیلر 5356 ایجاد گردید. لازم به ذکر است که بالاترین راندمان اتصال، برای اتصال غیرهمجنس بدست آمد که با کنترل دقیق پارامترهای جوشکاری و عدم تشکیل عیوب، تنها 36% افت استحکام نسبت به فلز پایه مشاهده گردید. تصاویر متالوگرافی نشان داد که، عامل اصلی افت استحکام برای اتصال همجنس 5083 تشکیل ترک گرم در ساختار دندریتی فلز جوش و برای اتصال همجنس 6061 تشکیل تخلخل‌های بسیار در ناحیه فلز جوش است.
محمد ناصری النجق، توحید سعید،
دوره 9، شماره 1 - ( 3-1402 )
چکیده
هدف از انجام این پژوهش، بررسی تغییرات سرعت چرخشی و پیشروی ابزار بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال در جوشکاری همزن اصطکاکی آلومینیم 1050 و فولاد زنگ نزن L316 است. به همین منظور کیفیت اتصال، ریزساختار، ضخامت و نوع ترکیبات بین‌فلزی، آزمون سختی و کشش بر روی اتصال مورد بررسی قرار گرفت. انتخاب مناسب پارامترهای جوشکاری باعث به وجود آمدن اتصال با خواص متالورژیکی و مکانیکی مناسب می شود. در این تحقیق، دو سرعت چرخشی rpm 560 و 900 و چهار سرعت پیشروی mm/min60، 80، 100 و 125 به عنوان پارامترهای متغیر انتخاب شدند. ریزساختار از چهار ناحیه فلزپایه، ناحیه متأثر از حرارت، ناحیه تحت تأثیر عملیات ترمومکانیکی و ناحیه همزده تشکیل شد. در تمامی نمونهها منطقه همزده شامل ریزساختار تبلورمجدد یافته با دانه‌بندی ریز هم‌محور بود. با توجه به نتایج آنالیز تفکیک انرژی پرتو ایکس مشخص شد که لایه تشکیل شده در فصل مشترک اتصال، ترکیب بین‌فلزی است. سختی ناحیه همزده در تمامی نمونهها به دلیل تشکیل دانه‌های ریز هم‌محور تبلورمجدد یافته و وجود ذرات فولادی بالاتر از فلز پایه آلومینیم بود. بهترین نمونه از لحاظ خواص مکانیکی، ریزساختاری و کیفیت اتصال در شرایط سرعت چرخشی rpm 900 و سرعت پیشروی mm/min 125 به دست آمد که مقدار استحکام برابر 84 مگاپاسکال با بازده %77 بود.
محمدهادی نورمحمدی، مجتبی موحدی، امیرحسین کوکبی، معین تمیزی،
دوره 9، شماره 1 - ( 3-1402 )
چکیده
روند کوچک‌سازی و فشرده‌سازی تجهیزات الکترونیکی و حذف عنصر سرب از آلیاژهای لحیم‌کاری به دلیل ملاحظات زیست‌محیطی، چالش بزرگی را در زمینه طراحی و توسعه لحیم‌های جدید ایجاد کرده است. لذا اخیراً کامپوزیت‌سازی با بهره‌گیری از ذرات تقویت‌کننده به‌منظور بهبود کارآیی لحیم‌های بدون سرب مدنظر پژوهشگران قرارگرفته است. در این پژوهش آلیاژ لحیم SAC0307 (99 درصد وزنی قلع، 3/0 درصد وزنی نقره و 7/0 درصد وزنی مس) با درصد‌های مختلف میکرو ذرات کبالت، به روش اتصال نورد انباشتی ساخته شد؛ سپس به بررسی تأثیر کامپورزیت‌سازی بر مشخصه‌های ترشوندگی، ریزساختاری و مکانیکی آلیاژ لحیم پرداخته شد. کمترین زاویه تماس در نمونه 2/0 درصد کبالت به مقدار 23 درجه به دست آمد. با اضافه کردن کبالت، اندازه ترکیبات بین فلزی Cu6Sn5 و Ag3Sn کاهش پیداکرد و درصد فازهای یوتکتیکی افزایش یافت. همچنین شکل ترکیبات بین‌فلزی فصل‌مشترکی با اضافه کردن کبالت از حالت حلزونی به لایه‌ای تغییر کرده و متوسط ضخامت آن‌ها حدود 13 تا 71 درصد افزایش یافته است. استحکام‌برشی لحیم‌ها با افزایش میکرو ذرات کبالت تا %38 در آلیاژ حاوی 4/0 درصد کبالت افزایش یافت؛ درحالی که در لحیم کامپوزیتی حاوی 1 درصد کبالت، کاهش استحکام برشی به دلیل آگلومره شدن میکروذرات کبالت، مشاهده شد. سطوح شکست برشی نشان داد، ماهیت شکست با افزایش درصد میکرو ذرات کبالت در لحیم کامپوزیتی از شکست نرم به‌صورت حفرات کشیده شده به شکست ترد به‌صورت تورقی تبدیل‌شده است. نتایج نشان داد آلیاژ کامپوزیتی حاوی 2/0 تا 4/0 درصد کبالت بهترین خواص ترشوندگی و استحکام کشش برشی را دارند.
دکتر مجتبی موحدی، دکتر امیرحسین کوکبی، مهندس محمدهادی نورمحمدی،
دوره 9، شماره 2 - ( 6-1403 )
چکیده
لحیم کاری نرم از پرمصرف ترین فرایندهای اتصال دهی در صنعت الکترونیک است. بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی و همچنین کنترل تشکیل و رشد ترکیبات بین فلزی، زمینه‌ساز گسترش تحقیقات در زمینه کامپوزیت سازی شده است. توزیع یکنواخت از ذرات سخت در زمینه لحیم، طوری‌که خواص فیزیکی و مکانیکی را بهبود بخشد میتواند معیاری موفقیت‌آمیز برای رسیدن به آلیاژهای لحیم کامپوزیتی باشد. در این پژوهش با بهره گیری از روش اتصال دهی نورد انباشتی (ARB)، کامپوزیت سازی آلیاژ لحیم نرم بدون سرب SAC0307 با استفاده از میکرو ذرات کبالت انجام شد. در ادامه جهت بررسی کارایی روش کامپوزیتی به کارگرفته شده، ورقهای لحیم تولید شده به این روش از نظر ریزساختاری، مکانیکی و فیزیکی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری نشان دهنده توزیع مناسب ذرات تقویت کننده کبالت درزمینه لحیم بعد از3 پاس ARB بود. همچنین، با افزایش درصد کبالت اندازه ترکیبات بین فلزی Cu6Sn5 در آلیاژ لحیم غیرکامپوزیتی از µm9 به µm5 در آلیاژ لحیم کامپوزیتی با 1 درصد وزنی کبالت کاهش یافت. در ادامه با بررسی تغییرات شکل و اندازه دانه هایSn-β، وقوع و تسریع فرایندهای ترمیمی (بازیابی و تبلور مجدد) یا حضور ذرات تقویت کننده کبالت در زمینه لحیم نشان داده شد. بررسی های خواص مکانیکی ورقهای تولید شده، افت 20 درصدی استحکام مکانیکی بین لایه های ورق لحیم کامپوزتی را نشان داد. همچنین، نتایج آزمون کشش نشان دهنده افزایش 28 درصدی و کاهش 31 درصدی ازدیاد طول آلیاژ لحیم کامپوزیتی با 1 درصد وزنی کبالت است. از طرفی نتایج آزمون DSC، تغییر ناچیز دمای ذوب ورقهای آلیاژ لحیم کامپوزیتی را نشان داد.
بهنام حیدری دهکردی، مهدی رفیعی، مهدی امیدی، محسن عباسی بهارانچی،
دوره 9، شماره 2 - ( 6-1403 )
چکیده
در این پژوهش فولاد زنگنزن 316L و سرمت WC-10Co توسط روش اتصال فاز مایع گذرا با استفاده از لایه میانی BNi-2 در دو ضخامت 25 و 50 میکرومتر به یکدیگر متصل شدند. فرآیند اتصال نمونهها در دمای 1050 درجه سانتیگراد و در زمانهای نگهداری 1، 15 و 30 دقیقه انجام شد. پس از انجام عملیات اتصال ریزساختار اتصالات ایجاد شده با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به سیستم آنالیز تفکیک انرژی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشهای ریزسختی سنجی و تنش کششی-برشی نیز جهت مطالعه رفتار مکانیکی نمونهها انجام گرفت. بررسیهای ریزساختاری نشان داد که مکانیزم شکلگیری ناحیه انجمادی در تمامی نمونهها، مکانیزم انجماد همدما بوده و در اثر انجام اتصال یک ناحیه انجمادی همدما ایجاد میشود. همچنین تنها فاز موجود در منطقه انجمادی همدما محلول جامد پایه نیکلی بود. در منطقه متأثر از نفوذ سمت ماده پایه فولادی فارغ از ضخامت لایهمیانی بورایدهای کمپلکس و در منطقه متأثر از نفوذ سمت ماده WC-Co فاز ترد و شکننده اتا ایجاد شد. بررسی ریزسختی نمونهها نشان داد که حداکثر سختی در تمامی نمونهها متعلق به ماده پایه WC-Co و در حدود 1100 ویکرز بوده که دلیل آن وجود ذرات سخت WC بود. همچنین حداکثر استحکام کششی-برشی حدود 240 مگاپاسکال و متعلق به نمونه متصل شده در زمان 15 دقیقه با استفاده از لایهمیانی با ضخامت 50 میکرومتر بود.
اسماعیل گنجه، علی کفلو، کورش شیروانی،
دوره 9، شماره 2 - ( 10-1402 )
چکیده
در این مقاله، خواص مکانیکی اتصال فاز مایع گذرا (TLP) بین Hastelloy X به ترکیب بین فلزیNi3Al در محدوده دمایی 900-800 مورد بررسی قرار گرفت. ریزساختار اتصال توسط میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی مطالعه شد. همچنین جهت بررسی تغییرات فازی در دماهای مختلف نیمه اتصال، از آزمون XRD دما بالا بهره گرفته شد. طبق مشاهدات میکروسکوپی، مقطع اتصال از سه منطقه متأثر از نفوذ، انجماد همدما و انجماد غیر همدما تشکیل شده بود که با افزایش دما و زمان فرایند، ناحیه انجماد همدما متشکل از محلول جامد غنی از نیکل در عرض ریزساختار گسترش یافت. استحکام اتصال بهینه در دمای °C1100 و زمان 180 دقیقه برابر با 4.5 ± 355 مگاپاسکال به دست آمد. استحکام برشی گرم در دماهای 800 و 900 به ترتیب به 1 ± 36.5 و 1 ± 20.5 مگاپاسکال اندازه گیری شد. شکست در سمت ترکیب بین فلزی در هر دو دمای آزمون به علت حضور حفرات انقباضی در حین مرحله انجماد ترکیب بین فلزی رخ داد.
محمدرضا برهانی، سیدرضا شجاع رضوی، فرید کرمانی،
دوره 10، شماره 1 - ( 4-1403 )
چکیده
در این پژوهش اثر پارامترهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) بر خصوصیات اتصال غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیوم 5083 و فولاد زنگنزن آستنیتی L316، به ضخامت 4 میلیمتر بررسی شده است. سرعت پیشروی ابزار در محدوده 16 تا 25 میلیمتر بر دقیقه و سرعت چرخش ابزار برابر با سرعت ثابت 250 دور بر دقیقه در نظر گرفته شد. جهت بررسی ریزساختار مناطق مختلف جوش، میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی و جهت بررسی خواص مکانیکی، آزمونهای سختی و کشش انجام‌شد. نتایج، تشکیل یک منطقه کامپوزیتی متشکل از ذرات تقویت‌کننده فولادی در زمینه ریزدانه آلومینیوم در منطقه اغتشاشی را نشانداد. در فصل مشترک فولاد و آلیاژ آلومینیوم، یک‌لایه ترکیب بین فلزی ناپیوسته به ضخامت حدود 2 میکرومتر مشاهده شد؛ همچنین با انتخاب سرعت چرخش 250 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 16 میلیمتر بر دقیقه، استحکام کششی برابر با 298 مگاپاسکال و انعطاف 26 درصد (93 درصد استحکام کششی و 50 درصد انعطاف‌پذیری آلیاژ آلومینیوم) به دست آمد.
محمدهادی نورمحمدی، مجتبی موحدی، امیرحسین کوکبی،
دوره 10، شماره 1 - ( 4-1403 )
چکیده
امروزه با پیشرفت روز افزون تکنولوژی، تقاضا برای کوچک‌سازی وسایل الکترونیکی بیشتر از پیش مورد نیاز است. قرارگیری اتصالات الکترونیکی جدید در شرایط دمایی خزشی به دلیل نقطه ذوب پایین لحیم‌ها و همین‌طور دانسیته جریان بالا چالش‌هایی مانند مهاجرت الکترونی و حرارتی به وجود آورده است. لذا اخیراً آلیاژسازی و کامپوزیت‌سازی جهت بهبود مقاومت به مهاجرت الکترونی اتصالات الکترونیکی به کار گرفته شده است. در این پژوهش سعی بر آن شد با کامپوزیت سازی آلیاژ لحیم بدون سرب SAC0307 با استفاده از میکروذرات کبالت، مقاومت به مهاجرت الکترونی بهبود یابد. حضور کبالت در ترکیب بین فلزی فصل مشترکی باعث پایداری بیشتر ترکیب بین فلزی فصل مشترکی و جلوگیری از کاهش ضخامت ترکیب بین فلزی فصل مشترکی در طی زمان آزمون مهاجرت الکترونی میشود؛ درنتیجه پایداری و برقراری اتصال الکترونیکی نمونه لحیم‌کاری شده با آلیاژ لحیم کامپوزیتی بیشتر از آلیاژ لحیم غیرکامپوزیتی است. از طرفی دیگر، به دلیل ساختار ریزدانه و افزایش چگالی مرزدانه‌ها در آلیاژ لحیم کامپوزیتی، مکانیزم نفوذ شبکه ای در آلیاژ لحیم غیرکامپوزیتی به مکانیزم نفوذ مرزدانه تغییر یافته است؛ در نتیجه به دلیل مصرف اتم‌های مس شارش یافته از سمت کاتد به آند توسط ترکیبات بین فلزی موجود در مرزدانه‌ها، در آلیاژ لحیم کامپوزیتی طی زمان آزمون مهاجرت الکترونی غیریکنواختی ریزساختاری مشاهده شد.
حامد زیدآبادی نژاد، مهدی رفیعی، ایمان ابراهیم زاده، مهدی امیدی، فرید نعیمی،
دوره 10، شماره 1 - ( 4-1403 )
چکیده
در این پژوهش اتصال فاز مایع گذرای فولاد ساده کربنیSt52 به سرمت کاربید تنگستن- کبالت با استفاده از لایه میانی مس با ضخامت 50 میکرومتر مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور نمونه‌هایی در دمای 1100 درجه سانتیگراد و زمانهای نگهداری 1، 15، 30 و 45 دقیقه به یکدیگر متصل شدند. ریزساختار اتصالات ایجاد شده با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به سیستم آنالیز تفکیک انرژی بررسی شد. همچنین برای بررسی اثر اتصال بر تغییرات فازی ناحیه اتصال از آنالیز پراش پرتو ایکس استفاده شد. آزمایشهای ریزسختی سنجی و تنش کششی برشی نیز جهت مطالعه خواص مکانیکی روی نمونهها انجام شدند. بررسیهای ریزساختاری نشان داد. سه منطقه مختلف انجمادی همدما و غیرهمدما و منطقه متأثر از نفوذ سمت ماده پایه WC-Co وجود دارد که ویژگی نمونهها را تعیین می‌کنند. منطقه انجماد همدما حاوی محلول جامد غنی از آهن و منطقه انجماد غیرهمدما حاوی فاز محلول جامد غنی از مس بود. در منطقه متأثر از نفوذ سمت سرمت WC-Co در زمانهای 1 و 15 دقیقه فاز η ایجاد نگردید در حالی‌که با افزایش زمان اتصال به 30 و نهایتا 45 دقیقه فاز η در منطقه متأثر از نفوذ سمت سرمت WC-Co تشکیل شد. پروفیل ریز سختی برای تمامی نمونهها دارای یک روند بود و حداکثر سختی مربوط به سرمت پایه WC-Co به میزان 1100 ویکرز و کمترین سختی مربوط به فلزپایه فولادی و حدود 220 ویکرز بود. همچنین حداکثر استحکام کششی برشی مربوط به نمونه متصل شده در زمان 15 دقیقه و حدود 180 مگاپاسکال بود که به دلیل افزایش در کسر حجمی محلول جامد غنی از آهن و همچنین پیوستگی ریزساختاری مناسب و وجود مقدار بهینه فاز غنی از مس در ریزساختار بدست آمد.
