محمد یوسفیه، مرتضی تمیزی فر، سید محمدعلی بوترابی، احسان برهانی،
دوره ۳، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۶ )
چکیده
در این تحقیق از روش طراحی آماری آزمایش (DOE) تحت عنوان روش تاگوچی برای بهینه‌سازی 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 %۰۸/۶۰ به عنوان موثرترین پارامتر بر خواص مکانیکی قطعات جوش آلیاژهای آلومینیوم-اسکاندیم است. همچنین سرعت جوشکاری با درصد تاثیر %۷۹/۳۵ در رتبه دوم قرار داشت در حالیکه پارامتر زاویه ابزار با قطعه کار با درصد تاثیر %۸۱/۲ 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 ۷۰۰، سرعت جوشکاری mm/min ۸۰ و زاویه ابزار با قطعه کار ۳ 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 ۶۳ ویکرز و MPa ۱۱۹ 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 بهینه‌سازی پارامترهای FSW برای رسیدن به بیشترین 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.
علی خرم، اکبر داودی جمالویی، عابد جعفری،
دوره ۳، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۶ )
چکیده
در این پژوهش، بررسی های ریزساختاری و خواص مکانیکی بر اتصال مشابه سوپرآلیاژ اینکونل ۶۰۰ به روش فاز مایع گذرا با استفاده لایه میانی BNi-۲ انجام شد. اتصالات در دماهای ۱۰۵۰ و ۱۱۰۰ درجه سانتی گراددر محدوده زمانی ۵ تا ۴۵ دقیقه انجام شد و بهترین اتصال تحت فرآیند همگن سازی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در دمای۱۰۵۰درجه سانتی گراد، ترکیب یوتکتیکی Ni-Bدر ناحیه انجماد غیرهمدما تشکیل شد. اما در دمای ۱۱۰۰درجه 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 دمای۱۰۵۰درجه سانتی گرادو زمان ۴۵ دقیقه حاصل شد که شامل نواحی ناپیوسته از انجماد غیر همدمادر زمینه انجماد همدما بود. فرآیند همگن سازی بر این نمونه در دمای۱۰۸۰ درجه سانتی گراد و زمان ۱۲۰ 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 ۳۱۰ و ۵۱۱ ویکرز بودند که با حذف این مناطق در اثر همگن سازی، خواص مکانیکی اتصال افزایش یافت.
مرتضی عباسی، حمیدرضا نجفی دژده منفرد، علیرضا خدابنده،
دوره ۴، شماره ۱ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
در این پژوهش جوشکاری غیرمشابه فولاد زنگنزن آستینیتی ۳۰۴ L و فریتی ۴۰۹ با فرآیند GMAW با دو ترکیب از گازهای آرگون- اکسیژن و آرگون- دی اکسید کربن بررسی شده است. برای این منظور، سیم‌جوش‌های ER۳۰۹LMo و ER۳۱۶LSi باتوجه به مقدار فریت دلتای ۵ و ۱۵ درصد (با استفاده از روابط و دیاگرام شفلر) انتخاب شد. بر پایه مشاهدات، جوش قابل قبول با پرکننده‌های مذکور و استفاده از گاز محافظ
O۲ ۲%- Ar حاصل شد. نتایج آزمونهای کشش نشان‌دهنده تنش تسلیم و استحکام کششی به ترتیب ۲۸۸ و MPa ۴۲۴ و وقوع شکست در سمت فولاد فریتی ۴۰۹ بود. میکروسختی‌سنجی نیز نشان‌دهنده حصول بیشترین سختی در فلز جوش ER۳۱۶LSi بین ۱۹۰ تا HV ۲۰۰ و کمترین سختی در منطقه تحت تاثیر حرارت فولاد فریتی ۴۰۹ (HV۱۴۵) بر اثر رشد دانه‌ها در آن بود. همچنین، در منطقه تحت تاثیر حرارت فولاد زنگنزن فریتی رسوبات سوزنی شکلی از نوع TiC مشاهده شد که گمان می‌رود بر اثر گرمایش و سرمایش سریع حین جوشکاری به این شکل تحول یافته باشند.
مجید طاووسی، سجاد ارجمند، سعید سلگی،
دوره ۴، شماره ۱ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
بررسی تاثیر حرارت ورودی و عملیات پیش‌گرم بر خواص ناحیه‌ی اتصال فولاد زنگ نزن دو فازی ۲۲۰۵، جوشکاری شده توسط فرایند جوشکاری GTAW هدف اصلی از انجام این تحقیق است. در این ارتباط عملیات جوشکاری با بهرهگیری از فلز پرکننده ER-۲۲۰۹، در حرارت‌های ورودی ۶/۰ الی ۴/۱ کیلوژول بر میلیمتر و با پیش‌گرمایش‌های ۲۵، ۵۰ و ۱۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد انجام شد. بررسیهای ریزساختاری و فازی نمونه‌های حاصل توسط پراش‌سنج پرتوایکس و میکروسکپ الکترونی روبشی صورت گرفت. بررسیها نشان داد که ساختار حاصل از جوشکاری در نمونهها شامل فازهای آستنیت ویدمناشتاتن و فریت می‌باشد که فاز آستنیت از مرزدانه‌های فریت جوانه‌زنی نموده و به سمت مرکز دانه‌ها گسترش یافته است. با افزایش حرارت ورودی، از درصد فاز فریت کاسته و بر درصد فاز آستنیت افزوده میشود. در این مورد بیشترین مقدار استحکام و انعطاف‌پذیری مربوط به نمونه‌های جوشکاری شده با حرارت ورودی متوسط (۱ کیلوژول بر میلیمتر) می‌باشد. بررسی مقاومت به خوردگی نمونهها نشان از تاثیر ناچیز حرارت ورودی بر مقاومت خوردگی محل اتصال داشت. همچنین مشخص شد که عملیات پیش‌گرمایش تاثیر نامطلوبی بر خواص مکانیکی محل اتصال دارد.
عبدالرزاق رضوی، حامد ثابت،
دوره ۴، شماره ۱ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
در تحقیق حاضر، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی سر به سر آلومینیوم خالص تجاری ۱۰۵۰با استفاده از لایه میانی آلیاژ آلومینیوم ۷۰۷۵در
سرعت های خطی ۳۰، ۵۰ و ۱۰۰ میلی متر بر دقیقه و سرعت های چرخشی ۸۰۰ و ۱۲۰۰ دور در دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. به منظور مقایسه بهتر، نمونه های بدون لایه میانی آلیاژ آلومینیوم ۷۰۷۵نیز جوشکاری شدند. یک ابزار استوانه ای رزوه دار از جنس فولاد گرم کار بمنظور اتصال ورقهای ۵میلی متری استفاده شد. بررسیهای لازم توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و همچنین انجام آزمونهای ریزسختی و کشش صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که اتصال بدست آمده تحت سرعت چرخشی ۸۰۰ دور در دقیقه و سرعت پیشروی ۳۰ میلیمتر بر دقیقه در نمونه های با لایه میانی آلیاژ آلومینیوم ۷۰۷۵دارای بالاترین استحکام کششی و ریزسختی و اتصال بدست آمده تحت سرعت چرخشی ۸۰۰ دور در دقیقه و سرعت پیشروی ۵۰ میلیمتر بر دقیقه، درنمونه های بدون لایه میانی آلیاژ آلومینیوم ۷۰۷۵دارای بالاترین میزان استحکام کششی و ریزسختی می باشد. نتایج آزمون های کشش و ریزسختی مشخص نمودند که استفاده از لایه میانی باعث افزایش استحکام کششی و ریزسختی در تمامی نمونه ها می گردد .
محمد اهل سرمدی، مرتضی شمعانیان، مسعود عطاپور، امیر بهجت، حسین ادریس، میلاد وهمن،
دوره ۴، شماره ۱ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
خوردگی گالوانیکی از جمله پدیده های بسیار با اهمیت در صنایع نفت بویژه مقاطع جوش لوله های انتقال سیال می باشد. ازآن جا که خوردگی گالوانیکی وابستگی شدیدی به هندسه قطعه و نسبت سطوح کاتد و آند دارد، از این رو پیش بینی رفتار خوردگی گالوانیکی در تجهیزات صنعتی با اکتفا به داده های آزمایشگاهی قابل اطمینان نمی باشد. درنتیجه نیاز به شبیه سازی این پدیده امری ضروری است.هدف از این پژوهش توسعه یک مدل عددی مبتنی بر المان محدود با استفاده از معادله ثانویه توزیع جریان به منظور پیش‌بینی رفتار خوردگی گالوانیکی منطقه جوش فولاد زنگ نزن دوفازیUNS S۳۲۷۵۰ می‌باشد. در این تحقیق، از دو روش جوشکاری قوسی تنگستن- گاز (GTAW) و اصطکاکی اغتشاشی (FSW) به منظور جوشکاری نمونه ها استفاده شد. ارزیابی رفتار خوردگی با آزمون پلاریزاسیون سیکلی در محلول ۵/۰ مولار H۲SO۴ طبق استاندارد
ASTM G۸ صورت گرفت و اطلاعات مورد نیاز جهت ساخت و اعتبارسنجی مدل تهیه شد. مدل المان محدود با استفاده از نرم افزار کامسول و حل معادلات دیفرانسیل ترمودینامیک خوردگی و سینتیک الکتروشیمیایی ساخته شد. نتایج نشان داد که کاهش حرارت ورودی موجب بهبود رفتار خوردگی گالوانیکی در منطقه اتصال می گردد. نتایج حاصل از شبیه سازی دانسیته جریان خوردگی گالوانیکی نشان داد منطقه جوش نمونه های جوشکاری شده به روش الکترود تنگستنی در مقایسه با نمونه های جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی دانسیته جریان خوردگی گالوانیکی بالاتری دارند.
حسین مهرابی شریف آباد، محمود حاجی صفری،
دوره ۴، شماره ۱ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
در این پژوهش به منظور رسیدن به دو ساختار مختلف آستنیتی (γ) و آستینتی-فریتی (+δγ) در فلزجوش ایجاد شده در فولاد زنگنزن۳۰۴ به ترتیب از فلزهای پرکننده ERNiCrMo-۳ و ER۳۰۹L استفاده شد و رفتار خستگی اتصالات ایجاد شده در دو محیط هوا و محیط خورنده آب دریا مورد ارزیابی و تحلیل واقع شد. مطالعات ساختاری انجام شده حاکی از تطابق قابل قبولی بین ساختار فلزجوش پیش‌بینی شده بر اساس دیاگرام شیفلر و بررسیهای متالوگرافی بود. ارزیابی رفتار خستگی نمونهها در دو محیط هوا و آب دریا نشان داد که ایجاد ساختاری مشابه با فلزپایه در موضع اتصال (γ) موجب استحکام خستگی بالاتر نمونهها میشود. مطالعات شکست‌نگاری و آنالیز FESEM-EDS نشان داد شکست نمونه‌های جوشکاری شده با فلزپرکن ERNiCrMo-۳ در مقایسه با نمونه‌های جوشکاری شده با فلزپرکننده ER۳۰۹L در هر آزمون خستگی و خوردگی-خستگی، رفتار نرمتری (تشکیل دیمپل‌های یکنواخت‌تر و عمیق‌تر در منطقه نهایی شکست) ارائه می‌دهد. بعلاوه برخلاف نمونه‌های جوشکاری شده با فلزپرکننده ER۳۰۹L، در نمونه‌های جوشکاری شده با فلزپرکننده ER-NiCrMo-۳، عمدتا ترکیبات بین فلزی غنی از مولیبدن و تیتانیم در تشکیل دیمپل‌ها در سطح شکست مشارکت داشتند.
حمیدرضا رضایی آشتیانی، میثم شفیعی،
دوره ۴، شماره ۱ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای یکی از انواع روش های جوشکاری حالت جامد جهت اتصال قطعات کوچک و فلزات سبک بخصوص آلیاژهای آلومینیوم محسوب می شود و یکی از دلایل عمده توسعه این فرآیند در مورد این آلیاژها، مشکلات جوشکاری ذوبی آنها می باشد. در این تحقیق تاثیر پارامترهای مهم فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی از قبیل سرعت دورانی، زمان نگهداری ابزار، عمق نفوذ شانه ابزار و ضخامت ورق بر خواص مکانیکی اتصالات نقطه ای آلیاژ آلومینیوم ۳۱۰۵ به صورت تجربی و با استفاده از آزمایش های کشش و میکرو سختی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشات کشش- برش نشان می دهند که با تغییر پارامترهای موثر فرآیند چهار نوع شکست جوش اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای شامل شکست برشی، شکست پیرامونی، شکست کششی دکمه جوش و شکست ورق پایه بوجود می آید. نتایج بررسی ها نشان می دهند که با افزایش سرعت دورانی ابزار استحکام جوش کاهش می یابد. در حالی که زمان نگهداری یک مقدار بهینه را جهت دستیابی به استحکام و سختی مناسب دارا می باشد. همچنین نتایج نشان می دهند که با افزایش ضخامت ورق، نیرو و انرژی شکست و استحکام جوش ها افزایش می یابد.
علی محاب، فرزام فرزام، رضا دهملایی،
دوره ۴، شماره ۱ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
در این پژوهش تأثیر حرارت ورودی فرآیند جوشکاری زیرپودری بر رفتار و سازوکار خوردگی فلز جوش در اتصالات جوشکاری فولاد خط لوله گاز X۴۲ مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا ۶ عدد ورق آنیل شده به ضخامت mm۱۵ از فولاد میکروآلیاژی X۴۲ تهیه شده و سپس برای جوشکاری از فرآیند جوشکاری زیرپودری با مقادیر حرارت ورودی ۸/۳۷، ۹/۱۸ و kJ/mm ۶/۱۲ استفاده شد. سپس برای بررسی رفتار خوردگی فلز جوش هر سه اتصال جوشکاری شده از روشهای پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول ۵/۳ درصد وزنی کلرید سدیم استفاده شد. همچنین برای بررسی ریزساختار و سازوکار خوردگی فلز جوش در اتصالات جوشکاری شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و برای آنالیز فازهای تشکیل شده در ریزساختار فلز جوش از پراش پرتو ایکس استفاده شد. مشاهدات میکروسکوپ الکترونی و الگوهای حاصل از پراش پرتو ایکس نشان داد که افزایش حرارت ورودی منجر به افزایش میزان فریت و افزایش اندازه دانه‌های فریت در ریزساختار فلز جوش اتصالات فولاد خط لوله گاز X۴۲ میشود. نتایج آزمایشهای خوردگی نشان می‌دهد که با افزایش حرارت ورودی در فرآیند جوشکاری، فلز جوش اتصالات فولاد خط لوله گاز X۴۲ مقاومت به خوردگی بیشتری از خود نشان می‌دهد. همچنین با کاهش حرارت ورودی در فرآیند جوشکاری، سازوکار خوردگی فلز جوش بصورت خوردگی حفره‌دار شدن می‌باشد
حسین مستعان، مهدی صفری، علی سنبلی، میلاد حدادی، آرمین طاهرخانی،
دوره ۴، شماره ۱ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
در این مقاله به بررسی تجربی و عددی اثر لایه واسط از جنس فولاد زنگنزن ۳۴۷AISI بر ریزساختار، خواص مکانیکی و حالت شکست جوشهای نقطهای مقاومتی ورقهای فولاد زنگنزن ۳۲۱AISI پرداخته شده است. بدین منظور دو نوع اتصال، یکی بدون استفاده از لایه واسط و دیگری با استفاده از لایه واسط با ضخامت ۰۵/۰ میلیمتر در جریانها و زمانهای مختلف جوشکاری ایجاد شد و مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی خواص مکانیکی شامل بیشینه نیرو و حالت شکست، آزمایش کشش ـ برش جوشهای نقطهای صورت پذیرفت. نتایج به دست آمده نشان دادکه افزایش جریان و زمان جوشکاری سبب تغییر حالت شکست از فصل مشترکی به حالت شکست محیطی به دلیل افزایش در اندازه ناحیه ذوب میشود.تغییرات ترکیب شیمیایی در اثر حضور لایه واسط در منطقه جوش در کنار سرعت سرد شدن بیشتر در شرایطی که از لایه واسط استفاده میشود سبب میشودتا فازهای متفاوتی در منطقه جوش شکل گرفته و فاز مارتنزیت به صورت پراکنده در این منطقه مشاهده گردد.
علی طالبی هنزائی، پیروز مرعشی، اسلام رنجبر نوده، ارژنگ حمداله زاده،
دوره ۴، شماره ۱ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
در این پژوهش ابتدا مقدار هیدروژن نفوذپذیر الکترودهای سلولزی E۸۰۱۰-P۱ و کم هیدروژنE۸۰۱۸-Gبه روش جابهجایی جیوه طبق استاندارد ISO۳۶۹۰ اندازه‌گیری شد. سپس تأثیر پیش‌گرم و پس‌گرم روی حساسیت به ترک سرد هیدروژنی درجوشکاری فولاد API۵L X۷۰ به ضخامت ۱۸ میلیمتر با این الکترودها طبق استاندارد ISO۱۷۶۴۲-۲ بررسی شد. نتایج آزمونهای چشمی، مایعات نافذ، متالوگرافی و سختی‌سنجی نشان داد که در صورت استفاده از الکترود سلولزی برای جوشکاری، تنها در صورت استفاده هم‌زمان از هر دو عملیات پیش‌گرم و پس‌گرم می‌توان انتظار داشت که ترک سرد ایجاد نشود، در صورتی که با استفاده از الکترود کم هیدروژن تنها در صورتی که هیچکدام از عملیات پیش‌گرم و پس‌گرم به کار برده نشود، احتمال وقوع ترک سرد وجود دارد.
مجتبی استوار، توحید سعید، امیر مصطفی پور، سجاد امامی،
دوره ۴، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
در روش جوشکاری هیبریدی TIG-MIG کیفیت و راندمان بهتری در مقایسه با هر کدام از روشهای MIG و TIG به دست میآید. همچنین، در این روش هیبریدی، قوس MIG در محیط گاز محافظ آرگون خالص پایدارتر است. بنابراین، در این پژوهش اثر پارامترهای جوشکاری هیبریدی TIG-MIG بر کیفیت ظاهری و نسبت عمق به عرض جوش فولاد زنگنزن آستنیتی L۳۱۶ با طراحی آزمایش تاگوچی بررسی گردید. سپس ساختار ناحیه تحت تاًثیر حرارت (HAZ) جوش هیبریدی حاصل از پارامترهای بهینه طراحی تاگوچی، با هر کدام از جوشهای ساده MIG و TIG به تنهایی و تحت شرایط حرارت ورودی یکسان مقایسه شد. نتایج نشان داد که مهمترین پارامتر در روش هیبریدی از نظر دستیابی به بهترین کیفیت ظاهری و همچنین بیشترین نسبت عمق به عرض، فاصله بین دو قوس است. شدت جریانهای TIG و MIG پارامترهای مؤثر بعدی هستند. در جوشکاری هیبریدی در پارامترهای بهینه، وسعت و اندازه دانه ناحیه HAZ به دلیل سرعت سرمایش بالاتر آن نسبت به دو فرآیند MIG و TIG، کوچکتر بود.
مصطفی ونایی، محمد اردستانی، علیرضا عباسی،
دوره ۴، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
در این پژوهش جوشکاری غیر همجنس فولاد ساده کربنیSt۵۲ به فولاد مقاوم به سایش W۴۰۰ و تاثیر آن بر ریزساختار و خواص‌سایشی فولاد مقاوم به سایش مورد بررسی قرارگرفت. روش تولید فولاد مقاوم به سایش کوئنچ مستقیم و سختی اسمی آن ۴۰۰ برینل بود. از فرایند جوشکاری قوسی تنگستن- گاز جهت انجام اتصال استفاده شد. نتایج نشان داد که جوشکاری باعث تغییرات اساسی در ریزساختار منطقه متاثر از حرارت فولاد مقاوم به سایش میشود و موجب کاهش سختی و افزایش نرخ سایش آن می‌گردد. همچنین بر طبق مشاهدات انجام شده، با افزایش حرارت ورودی جوشکاری به میزان ۹%، سختی منطقه متاثر از حرارت فولاد مقاوم به سایش ۸% کاهش و نرخ سایش آن ۵/۲ برابر افزایش یافت. بر طبق مشاهدات انجام گرفته توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، مکانیزم اصلی سایش در فلز پایه فولاد مقاوم به سایش، سایش چسبان و خراشان بود. این در حالی است که مکانیزم سایش در منطقه متاثر از حرارت فولاد مقاوم به سایش، سایش چسبان و ورقهای شدن بود. با افزایش حرارت ورودی، میزان سایش ورقهای به میزان قابل توجهی افزایش یافت.
محمد غلامی، حسین مستعان، فردین نعمت زاده، علی سنبلی،
دوره ۴، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
در این پژوهش، جوشکاری غیرمشابه فولاد کم آلیاژ ۴۱۳۰ به فولاد زنگ نزن آستنیتی ۲۰۱ به روش قوسی تنگستن-گاز مورد بررسی قرار گرفت.از چهار فلز پرکننده اینکونل ۸۲ (ERNiCr-۳)، فولادهای زنگ نزن آستنیتی ER۳۰۸L، ER۳۰۹L و فولاد کم آلیاژ ER۸۰S-B۲ برای این منظور استفاده شد. پس از جوشکاری ریزساختار مناطق مختلف هر اتصال و همچنین سطح مقاطع شکست با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی خواص مکانیکی اتصال از آزمایش کشش استفاده شد. در آزمایش کشش، نمونه جوش داده شده با فلز پرکننده ERNiCr-۳ از مرکز جوش دچار شکست شد و سایر فلزات پرکننده از فولاد پایه ۴۱۳۰ دچار شکست شدند که این امر به دلیل پایین بودن استحکام فولاد ۴۱۳۰ نسبت به فولاد زنگ نزن آستنیتی ۲۰۱ بود. همچنین به دلیل تشکیل ترکیباتی از جمله NbC در ساختار مرکز جوش فلز پرکننده ERNiCr-۳، این نمونه از مرکز جوش دچار شکست گردید. مشاهدات انجام شده توسط SEM نشان داد که در آزمایش کشش، شکست نمونه مربوط به فلز پرکننده ERNiCr-۳ به صورت نیمه ترد است و سایر فلزات پرکننده به صورت نرم می‌شکنند. بررسیها نشان داد فلز پرکننده ERNiCr-۳ دارای ساختار کاملا آستنیتی و از دانه های هم محور تشکیل شده است و هیچ گونه ترکی در آن مشاهده نشد. فلزات پرکننده ER۳۰۸L و ER۳۰۹L دارای ریزساختار سلولی- دندریتی هستند؛ به دلیل وجود فاز فریت دلتا در نواحی بین دندریتی آستنیت زمینه هیچ گونه ترکی در این اتصال تشکیل نشد. ریزساختار فلز پرکننده ER۸۰S-B۲ به صورت صفحات مارتنزیت لایه ای بود. همچنین در این اتصال نیز هیچ گونه ترک انجمادی رخ نداد. پس از بررسی تمامی نتایج به‌دست آمده، سیم جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی ER۳۰۸L به دلیل دارا بودن ساختاری با انعطاف پذیری بالاتر نسبت به نمونه جوشکاری شده توسط فلز پرکننده ER۸۰S-B۲ مناسب‌ترین پرکننده برای جوشکاری غیر مشابه فولاد زنگ نزن ۲۰۱ به فولاد کم آلیاژ ۴۱۳۰ تشخیص داده شد.
امین ربیعی زاده، احمد افسری،
دوره ۴، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
در تحقیق حاضر اتصال غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیم ۵۷۵۴ به ۶۰۶۳ به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با / بدون افزودن نانو لوله کربنی مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفته است. نمونه‌های جوشکاری شده ابتدا توسط آزمونهای غیر مخرب نظیر بازرسی چشمی، امواج فراصوتی و پرتونگاری بررسی گردید و عدم وجود عیوب در ناحیه اتصال مورد تایید قرار گرفت. نتایج سختی سنجی حاکی از آن است که ساختار جوشکاری شده با حضور نانو لوله‌های کربنی در ناحیه اغتشاش دارای سختی بالاتری است. به منظور توزیع بهتر نانو لوله‌های کربنی در ناحیه اغتشاشی، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در ۲ پاس انجام شد و مشاهده شد که بعد از پاس دوم پروفیل سختی در ناحیه اتصال یکنواخت‌تر شده و استحکام کششی نسبت به حالت یک پاس، افزایش ۲۵ درصدی نشان می‌دهد. همچنین مقدار ضریب اصطکاکی در نمونه دو پاس جوشکاری شده، در حدود ۳۰ درصد از مقدار ضریب اصطکاک فلز پایه کمتر است. با توجه به وابستگی مقاومت سایشی به مقدار سختی و ضریب اصطکاک، می‌توان نتیجه گرفت که مقاومت سایشی نیز در نانوماده مرکب سطحی تولید شده در ناحیه اغتشاش افزایش یافته است.
بهزاد صادقی، مرتضی شمعانیان، فخرالدین اشرفی زاده، پاسکواله کاوالیره،
دوره ۴، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
اتصال حالت جامد نانوکامپوزیت های ساخته شده به روش متالورژی پودر و تف جوشی شده به روش پلاسمای قوس الکتریکی به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مطالعه شده است. نانوکامپوزیت به روش آسیابب کاری مکانیکی و سپس تف جوشی به روش پلاسمای قوس الکتریکی تولید شده اند. خواص مکانیکی، ریزساختاری اتصالات به عنوان تابعی از پارامترهای فرایندی مختلف مانند سرعت خطی و دورانی ابزار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نانوکامپوزیت های ساخته شده به روش متالورژی پودر و با توزیع اندازه دوگانه از تقویت کننده Al۲O۳، دارای یک پنجره کاری است که متاثر از حرارت ورودی جوشکاری می باشد. ارزیابی اتصالات نشان داد که خواص ریزساختاری و مکانیکی آنها متاثر از میزان حرارت ورودی تولید شده طی فرایند جوشکاری است. مشخص شد که تبلورمجدد دینامیکی باعث کاهش اندازه دانه آلومینیوم در ناحیه اغتشاش می شود. ضمن اینکه مشخص شد که نانوذرات می توانند اثر قفل کنندگی برای جلوگیری از رشد دانه های متبلور شده ناشی از تبلورمجدد دینامیکی شوند.
علی حاجی تبار، همام نفاخ موسوی،
دوره ۴، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
در این پژوهش جوشکاری غیر همجنس فولاد ساده کربنیSt۵۲ به فولاد مقاوم به سایش W۴۰۰ و تاثیر آن بر ریزساختار و خواص‌سایشی فولاد مقاوم به سایش مورد بررسی قرارگرفت. روش تولید فولاد مقاوم به سایش کوئنچ مستقیم و سختی اسمی آن ۴۰۰ برینل بود. از فرایند جوشکاری قوسی تنگستن- گاز جهت انجام اتصال استفاده شد. نتایج نشان داد که جوشکاری باعث تغییرات اساسی در ریزساختار منطقه متاثر از حرارت فولاد مقاوم به سایش میشود و موجب کاهش سختی و افزایش نرخ سایش آن می‌گردد. همچنین بر طبق مشاهدات انجام شده، با افزایش حرارت ورودی جوشکاری به میزان ۹%، سختی منطقه متاثر از حرارت فولاد مقاوم به سایش ۸% کاهش و نرخ سایش آن ۵/۲ برابر افزایش یافت. بر طبق مشاهدات انجام گرفته توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، مکانیزم اصلی سایش در فلز پایه فولاد مقاوم به سایش، سایش چسبان و خراشان بود. این در حالی است که مکانیزم سایش در منطقه متاثر از حرارت فولاد مقاوم به سایش، سایش چسبان و ورقهای شدن بود. با افزایش حرارت ورودی، میزان سایش ورقهای به میزان قابل توجهی افزایش یافت.
ایمان خدایی دلویی، حامد ثابت، وحید ابویی مهریزی،
دوره ۴، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
تحقیق حاضر به بررسی ریز ساختار و ارزیابی خواص مکانیکی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در اتصال لب به لبAA۲۰۲۴ و AA۶۰۶۱ می پردازد. از یک ابزار استوانه ای رزوه دار از جنس فولاد گرم کار H۱۳ جهت اتصال ورقهای ۵ میلی متری در سرعت های چرخشی ۸۰۰، ۱۰۰۰و۱۲۰۰ دور در دقیقه و سرعت‌های پیشروی ۳۰، ۵۰، ۷۰، ۹۰و ۱۱۰ میلی متر بر دقیقه استفاده شد. به منظور انجام بررسیهای لازم، از مشاهدات متالورژیکی توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به سیستم آنالیز شیمیایی عناصر و همچنین انجام آزمون های مکانیکی استحکام کششی و ریز سختی سنجی نیز استفاده شد.نتایج آزمون ها نشان داد که تفاوت میان دو آلیاژ باعث نوسان سختی در ناحیه اغتشاش و یک کاهش بزرگ هنگام عبور از منطقه متشکل از دو آلیاژ به سمت آلیاژ ۶۰۶۱ می شود. با افزایش سرعت پیشروی از ۳۰ تا ۱۱۰ میلیمتر بر دقیقه در سرعت های چرخشی ثابت ۸۰۰، ۱۰۰۰ و ۱۲۰۰ دور بر دقیقه به علت کاهش حرارت ورودی، اندازه دانه ها کاهش پیدا کرده و سختی و استحکام افزایش می یابند. همچنین بیشترین میزان استحکام کششی و سختی با مقادیر به ترتیب ۶/۲۲۱ مگاپاسکال و ۰۵/۱۱۱ ویکرز مربوط به نمونه جوشکاری شده تحت سرعت چرخشی ۱۰۰۰ دور بر دقیقه و سرعت پیشروی ۱۱۰ میلی متر بر دقیقه بود.
مجید سبک روح، محسن ساروقی،
دوره ۴، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
فولادهای کم آلیاژ استحکام بالا کاربرد وسیعی در صنعت گاز دارند لذا جوشکاری دستی قوس الکتریکی با استفاده از الکترود پوشش‌دار در خطوط لوله انتقال گاز طبیعی ایران اهمیت ویژه‌ای دارد. برای بررسی تجربی درز جوش و اطمینان از پیوستگی جوش محیطی نیاز به آزمونهای مخرب و غیرمخرب می‌باشد. در این مقاله، تأثیر عملیات حرارتی نرماله بر خصوصیات جوش چندپاسه محیطی، در موقعیت‌های متفاوت (ساعت ۶-۳۰/۷، ۳۰/۷-۹، ۹-۳۰/۱۰ و ۳۰/۱۰-۱۲) با قطر خارجی ۳۶ اینچ به وسیلۀ آزمایش های کوانتومتری، متالوگرافی، کشش، ضربه و سختی سنجی بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد در اثر نرماله کردن، مقدار فریت پاس ریشه و سطح جوش به ترتیب ۲۴ و ۶ درصد نسبت به فلز پایه افزایش یافته است. همچنین مقدار افزایش فریت در پاس های ریشه، گرم، پرکن و سطح به ترتیب ۳۲، ۱۴، ۱۲و ۷ درصد نسبت به پیش از عملیات نرماله است. میزان ازدیاد طول جوش نسبت به نمونۀ قبل از عملیات حرارتی و فلز پایه به¬ترتیب ۶۵ و ۵ درصد افزایش داشته است. انرژی شکست در راستای عمود بر جوش (ساعت۹-۳۰/۱۰)، ۷۰ درصد نسبت به نمونۀ قبل از عملیات حرارتی افزایش داشته است. مقدار افزایش کربن، وانادیوم و تیتانیوم در منطقۀ جوش نسبت به فلز پایه در موقعیت ۶-۳۰/۷ به ترتیب برابر با ۰۱/۰ ، ۰۰۳/۰ و ۰۰۵/۰ می باشد.
محمدصالح شیخ محمد می آبادی، افشین کازرونی، محمود مرادی،
دوره ۴، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
جوشکاری لیزری روشی نوین به منظور اتصال مستقیم فلزها و پلیمرها می باشد که منجر به ایجاد نوعی پیوند فیزیکی و شیمیایی بین فلز و پلیمر می گردد. در این پژوهش امکان اتصال غیرمشابه St۱۲ و پلی کربنات از نظر تئوری بررسی شده است. سپس به کمک لیزر ND:YAG جوشکاری St۱۲ و پلی کربنات انجام شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان دهنده ایجاد اتصال بین St۱۲ و پلی کربنات می باشد. به منظور آنالیز حرارتی و مکانیکی فرآیند جوشکاری، مدل اجزاء محدود قطعات به کمک نرم افزار آباکوس ایجاد شده است. همچنین از مدل منبع حرارتی CIN به منظور توصیف توزیع توان لیزر استفاده شده و نرم افزار فورترن به منظور توصیف مدل حرارتی در شبیه سازی جوشکاری به کار گرفته شده است. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و شبیه سازی نشان می دهد مدل اجزاء محدود قادر به پیش بینی پهنای جوش می باشد بنابراین صحت نتایج مدل اجزاء محدود تایید شده و مدل اجزاء محدود به منظور پیش بینی تنش های پسماند به کارگرفته شده است. نتایج نشان می دهد ایجاد اتصال سبب تنش های پسماند کششی روی سطح فلز و تنش های پسماند فشاری روی سطح پلیمر می گردد.
