مجله علمی-پژوهشی علوم و فناوری جوشکاری ایران

فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه‌ای یکی از روش‌های جوشکاری حالت جامد است که به‌عنوان یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها در اتصال فلزات در دهه اخیر شناخته شده است. در این پژوهش، تأثیر سرعت دوران و زمان تماس ابزار با طراحی خاص و متفاوت با تحقیقات قبلی بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم سری 5754 مورد بررسی قرار گرفته است. قطعه کار با استفاده از نگهدارنده مخصوص بر روی دستگاه سوراخ‌کاری رادیال گیره‌بندی شد و عملیات جوشکاری با استفاده از دستگاه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه‌ای در سرعت‌های دورانی متفاوت و زمان‌های تماس ابزار مختلف انجام گرفت. در ادامه ریزساختار، ریزسختی و نیروی کششی - برشی منطقه نقطه‌ جوش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد افزایش سرعت دوران ابزار و افزایش زمان تماس ابزار، بهبود نیروی کششی- برشی به میزان حدود %105 را در پی داشته است. مطابق تحلیل‌های آماری فاکتورهای سرعت دوران و زمان تماس ابزار با سطح اطمینان بیشتر از %95 بر مقدار نیروی برشی مؤثر هستند؛ در حالی‌که مطابق تحلیل‌های آماری، ارتباط بین سرعت دوران و زمان تماس با سختی، نتایج متفاوتی در پی داشته است.

این پژوهش به ارزیابی تطبیقی فرایندهای جوشکاری SMAW و GMAW بر اتصالات پره به شفت همزن‌های صنعتی از جنس فولاد St37 مورد استفاده در محیط‌های سربی می‌پردازد. به‌منظور بهبود عملکرد اتصال، اثر فرایند جوشکاری و اصلاح هندسه اتصال بر ریزساختار و خواص مکانیکی نواحی جوش بررسی شد. نتایج نشان داد که استفاده از فرایند GMAW پهنای متوسط ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) را از 1532 به 871 میکرومتر کاهش داد که معادل 43/1 درصد کاهش نسبت به SMAW است. همچنین استحکام کششی نهایی اتصال از 376 مگاپاسکال در نمونه SMAW به 400 مگاپاسکال در نمونه GMAW افزایش یافت که بهبود 6/4 درصدی را نشان می‌دهد. نتایج آزمون میکروسختی نیز افزایش میانگین سختی HAZ از 145 بهHVم160 را نشان داد که معادل 10/3 درصد افزایش سختی است. بررسی‌های ریزساختاری تفاوت محسوسی در ویژگی‌های ناحیه جوش و HAZ دو فرایند آشکار کرد. نتایج نشان می‌دهد انتخاب فرایند GMAW همراه با اصلاح هندسه اتصال می‌تواند موجب بهبود خواص مکانیکی و افزایش قابلیت اطمینان اتصالات پره به شفت در همزن‌های صنعتی شود.