37 نتیجه برای جوشکاری اصطکاکی
رحیم نریمانی، مجید الیاسی، مرتضی حسین زاده، حامد آقاجانی درازکلا،
دوره 5، شماره 1 - ( 6-1398 )
چکیده
اتصال فلزات غیر همجنس با کیفیت و خواص مکانیکی مطلوب از مشکلات مهم و اساسی صنعت می باشد. یکی از روشهای بسیار پر کاربرد جهت رفع این مشکل، فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی می باشد. در این مقاله با استفاده ازدو هندسه متفاوت پین ، به شکل های استوانه ای و رزوه دار، به بهینه سازی پارامترهای موثر فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیم سری 6065 به مس خالص جهت دستیابی به بیشترین حالت ترکیب، ایجاد حالت کامپوزیتی و استحکام کششی پرداخته شده است. جهت انجام این پژوهش سرعت دورانی ابزار 1130 دور بر دقیقه، سرعت پیشروی 24 ،40 و 65 میلیمتر بر دقیقه، عمق نفوذ 3/0 میلیمتر و زاویه انحراف ابزار 3 درجه انتخاب گردید. نتایج حاصل نشان داد که در پارامترهای ثابت جریان داخلی مواد توسط پین رزوه ای بهتر از پین ساده است. بر اساس نتایج بدست آمده، با کاهش سرعت پیشروی ابزار می¬توان استحکام اتصال را افزایش داد. نتایج حاصل از تست کشش نشان داد که بیشینه استحکام اتصال تولید شده با پین رزوه¬ای حدود 345 مگاپاسکال با ازدیاد طول 6/2 میلیمتر و اتصال تولید شده با پین ساده حدود 272 مگاپاسکال و ازدیاد طول 2/2 میلیمتر بود که در سرعت دورانی 1130 دور در دقیقه و سرعت خطی 24 میلیمتر بر دقیقه حاصل شد.
نیما مارچین، عبدالرضا سلطانی پور، خسرو فرمنش،
دوره 5، شماره 2 - ( 11-1398 )
چکیده
در این پژوهش تأثیر سرعت پیشروی ابزار بر رفتار مکانیکی آلیاژ Al-7075 در حین عملیات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی شبیهسازی شد. در این شبیهسازی از روش لاگرانژی با ماده صلب- ویسکو پلاستیک استفاده شد. نتایج حاصل از دمای فرایند بدست آمده از روش شبیهسازی با انجام آزمون تجربی جوشکاری صحت سنجی شد و با استفاده از روابط مشخصه تنش، کرنش و دما در آلیاژ Al-7075 تغییرات و رابطه بین استحکام ماده و سرعت پیشروی در حین فرایند جوشکاری توسط شبیهسازی مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از شبیهسازی بوجود آمدن عیوب در حین جوشکاری نیز بررسی شد و توسط آزمونهای تجربی مورد صحت سنجی واقع شد.
محمد چیانی، مسعود عطاپور،
دوره 5، شماره 2 - ( 11-1398 )
چکیده
در این تحقیق رفتار خوردگی اتصال آلیاژ Ti-6Al-4V به روش جوشکاری اصطکاکی همزنی با سرعت چرخش 375 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 100 میلمتر بر دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. جوشکاری این آلیاژ زیر دمای دگرگونی β انجام شد که متشکل از ساختار هم‌محور در ناحیه همزنی است. رفتار خوردگی این آلیاژ جوشکاری شده در محلول NaCl 5/3% در دماهای 37،25 و 80 درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. منحنی‌های پتانسیودینامیک در محلول NaCl 5/3% در دمای 80 درجه سانتیگراد یک رفتار گذار رویین و فعال را نشان دادند. تجزیه و تحلیل سطوح نمونهها پس از انجام آزمونهای الکتروشیمیایی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که در این آلیاژ، فاز β به طور عمده در هر سه دمای مذکور خورده شده است، با این حال، میزان این خوردگی در نمونه های مربوط به دمای 80 درجه سانتیگراد بیشتر میباشد.
مجید بلباسی، مهرداد رضایی،
دوره 5، شماره 2 - ( 11-1398 )
چکیده
امروزه علاوه بر ایجاد اتصال با روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، فرآیند کامپوزیت‌سازی نیز همزمان نیز صورت می‌گیرد. هدف اصلی تحقیق حاضر بررسی اثر هندسه پین بر خواص نانوکامپوزیت آلومینیم6061-آلومینا ایجاد شده به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی است. بدین منظور انجام جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با انتخاب پنج نوع هندسه پین بر روی آلیاژ آلومینیوم6061 که ذرات Al2O3 در آن جاگذاری شده انجام گردید و نمونهها با استفاده از آزمونهای کشش، سختی سنجی، میکروسکوپ نوری و الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. پین شش ضلعی منتظم به علت داشتن شش صفحه صاف و حرکت ضربه‌ای در حین چرخش، اغتشاش مناسبی را ایجاد کرده که باعث ایجاد بیشترین استحکام کششی و درصد ازدیاد طول به ترتیب به مقدار MPa 198و 25/10 و کمترین اندازه دانه 3/13 میکرون شده است. در نمونه جوشکاری شده با پین استوانه‌ای رزوه‌دار به علت عدم ضربه در حین چرخش، سیلان نامناسب ذرات تقویت کننده و تجمع آن در محل اغتشاش، کمترین استحکام کششی و درصد ازدیاد طول به ترتیب به مقدارMPa 5/133و 95/1 درصد حاصل گردید.
رامین دلیر نظرلو، دکتر فراز امیدبخش، دکتر جواد ملایی میلانی،
دوره 6، شماره 1 - ( 6-1399 )
چکیده
جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یکی از روشهایی است که در اتصال قطعات آلومینیومی به عنوان روشی اقتصادی و با کیفیت مطرح میباشد. یکی از عوامل تاثیر گذار بر کیفیت ناحیه اتصال، فرایند انتقال مواد در حین حرکت ابزار در طول خط جوش میباشد. انتقال مواد در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی حاصل انتقال عمودی و افقی مواد حول پین ابزار می باشد. انتقال عمودی و افقی مواد تحت تاتثیر و کنترل نیروهای فورج و اکسترود بوده و لذا دو مکانیزم تغیییر فرم پلاستیک فورج و اکسترود چگونگی و میزان انتقال مواد و در نتیجه کیفیت نهایی جوش را کنترل می کنند. فورج و اکسترود به ترتیب تحت تحت تاثیر مستقیم زاویه و شکل ابزار بوده و پارامترهای سرعت حرکت و سرعت دوران به صورت غیر مستقیم بر هر دو مکانیزم تاثیر گذار هستند. لذا در این پژوهش تاثیر سرعت دورانی ابزار در سرعت پیشروی ثابت، در جوش لب به لب آلومینیوم خالص تجاری، مورد بررسی قرارگرفته است. بدین منظور کیفیت جوش های حاصل توسط روش های عکس برداری دیجیتالی از سطح، رادیوگرافی، متالوگرافی، ریز سختی سنجی و مقاومت الکتریکی استفاده شد. نتایج آزمایشات نشان میدهد که افزایش سرعت دورانی در سرعت پیشروی ثابت، سبب افزایش میزان مواد انتقال یافته در ناحیه جوش شده و مقدار عیوب به وجود آمده در ناحیه جوش کاهش می‌یابد.
مهدی صفری، حامد دیلمی عضدی،
دوره 6، شماره 2 - ( 10-1399 )
چکیده
در این مقاله بررسی تجربی شکل پذیری ورقهای بسیار نازک جوشکاری شده با روش اصطکاکی اغتشاشی از جنس فولاد IF با ضخامت 7/0 میلیمتر انجام می شود. ابتدا ورق‌ها توسط فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و مطابق با آزمایشهای تعیین شده بر اساس روش طراحی آزمایشات تاگوچی به یکدیگر متصل می گردند. پارامترهای مورد بررسی در فرایند جوشکاری شامل سرعت دورانی و سرعت پیشروی ابزار می‌باشند. سپس ورقهای ترکیبی جوشکاری شده بر اساس تست ارتفاع گنبد تا مرحله ایجاد عیب شکل دهی گردیده و ارتفاع گنبد برای هر آزمایش اندازه گیری می شود. بنابراین اثر پارامترهای فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر شکل پذیری ورقهای ترکیبی جوشکاری شده بسیار نازک IF برآورد می شود. نتایج نشان می دهند که با افزایش سرعت دورانی، ارتفاع گنبد در فرایند شکل دهی کاهش می یابد در حالیکه با افزایش سرعت پیشروی، شکل پذیری ورقهای ترکیبی جوشکاری شده با روش اصطکاکی اغتشاشی بهبود می یابد. همچنین نتایج بهینه سازی بر مبنای روش نسبت سیگنال به نویز نشان می‌دهند که سرعت دورانی ابزار بیشترین تاثیر را بر ارتفاع گنبد ورق ترکیبی جوشکاری شده دارد.
محمد یوسفیه، امین جباری،
دوره 6، شماره 2 - ( 10-1399 )
چکیده
در این مطالعه دما درجوشکاری اصطکاکی- اختلاطی فولاد زنگ نزن دوفازی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا تخمین دما در دامنه تعریف دمای اندازه گیری شده در فواصل مختلف از مرکز منطقه اختلاط به وسیله تابع درونیاب لاگرانژ چند متغیره، مدلسازی و تخمین زده شده است. سپس از دو روش برونیابی خطی و روش رگرسیون خطی چندگانه برای تخمین دما در خارج از بازه و درمرکز منطقه اختلاط استفاده شده است. برآورد دما براساس سه پارامتر سرعت دورانی ابزار، سرعت جوشکاری و فاصله از مرکز منطقه اختلاط جوش صورت گرفته است. در روش اول با تعمیم روش لاگرانژ تک متغیره، تابع دمای چند متغیره لاگرانژ برحسب پارامترهای فوق تعمیم داده شد. سپس دما در مرکز منطقه اختلاط جوش با استفاده از روش برونیابی خطی بدست آمد. در روش دوم ابتدا به منظور بررسی تاثیر متغیرهای موجود در مدل رگرسیون از مقایسه دو مدل کامل و مدل کاهش یافته بر مبنای مجموع مربعات خطاها استفاده شد. سپس با تحلیل معادلات رگرسیون چندگانه حاکم بر متغیر خروجی، یک تابع رگرسیون خطی چندگانه معرفی شد. از آنجا که دمای مرکز منطقه اختلاط به وسیله ترموکوپل قابل اندازه گیری نیست، بنابراین در حالت کلی بهترین منحنی برازش برای تخمین تابع هنگامی است که مدل سازی بر مبنای پارامترهایی باشند که تابع خطا را کمینه کنند. برای پیاده سازی روش رگرسیون خطی چندگانه تابع خطا به صورت حداقل کردن مجموع مربعات خطا معرفی شد و مشتق خطا نسبت به پارامترهای سرعت دورانی ابزار، سرعت جوشکاری و فاصله از مرکز منطقه اختلاط محاسبه گردید. بنابراین روش رگرسیون خطی چندگانه به عنوان روش اساسی و به عنوان معیار با سایر روش ها در نظر گرفته شد. با توجه به نتایج بدست آمده از پیش بینی دما در مرکز منطقه اختلاط، اختلاف دما در هر سه روش نسبت به هم مطلوب و قابل اغماض می باشند. حداکثر اختلاف دمای روش رگرسیون خطی چندگانه با روش لاگرانژ چند متغیره در تمامی گره ها oC8/18 و با روش برونیابی خطی oC36/26 مشخص شد. بنابراین روش درونیابی لاگرانژ چند متغیره اختلاف کمتری نسبت به روش برون یابی خطی در مرکز منطقه اختلاط دارد و از دقت بیشتری نیز برخوردار است.
نسرین ابراهیمی، فراز امیدبخش،
دوره 7، شماره 1 - ( 5-1400 )
چکیده
در این مقاله سعی شده است تا تاثیر پارامترهای جوشکاری شامل شکل ابزار، زاویه ابزار، سرعت چرخشی و پیشروی ابزار بر روی تشکیل عیب هلالی مورد بررسی قرار گیرد. به این منظور جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر روی آلیاژ آلومینیم 1085 توسط ابزارهای استوانه‌ای، مثلثی و مربعی تحت شرایط مختلف صورت گرفت. مقاطع جوش حاصل توسط روشهای رادیوگرافی، متالوگرافی و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تحت شرایط جوشکاری سرعت چرخشی 1120 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 160 میلیمتر بر دقیقه و با زاویه 1 درجه عیب هلالی تشکیل شده واضح‌تر بوده و به نظر می‌رسد عامل اصلی تشکیل عیب هلالی مقدار بالای گرمای ورودی به ناحیه جوش در این نمونه باشد که باعث شدید اکسیداسیون آلومینیم شده و تشکیل ذرات اکسیدی را ترغیب نموده است. ذرات اکسیدی حاصل در حین انتقال مواد مابین قسمت پیشرو و پسرو به شکل S توزیع شده و منجر به تشکیل عیب هلالی شده اند.
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.
محمد یوسفیه،
دوره 7، شماره 1 - ( 5-1400 )
چکیده
در این مقاله به کمک روش تاگوچی، پارامترهای موثر بر چقرمگی فولادهای زنگ‌نزن سوپردوفازی در جوشکاری اصطکاکی- اغتشاشی بهینه‌سازی شده است. برای دستیابی به شرایط بهینه به منظور رسیدن به حداکثر چقرمگی، مشخصه کیفی هرچه بیشتر بهتر مورد استفاده قرار گرفت. تحلیل نتایج تاگوچی نشان داد برای رسیدن به شرایط بهینه به منظور دستیابی به حداکثر چقرمگی در قطعات جوش فولاد زنگ نزن سوپردوفازی باید سرعت چرخشی ابزار برابر rpm 500، سرعت جوشکاری برابرmm/min 60، فشار اولیه برابر MPa 70 و زاویه ابزار با قطعه کار برابر 3 درجه باشد. در شرایط بهینه، چقرمگی حاصل از آزمایش J 61 به دست آمد که با تقریب خوبی نزدیک به چقرمگی پیش‌بینی شده (58J) بود. همچنین آنالیز واریانس برروی نتایج نسبت سیگنال به نویز (S/N) انجام شد. با توجه به نتایج آنالیز واریانس، پارامتر سرعت چرخشی ابزار با درصد تاثیر %64 موثرترین پارامتر بر چقرمگی در جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی فولادهای زنگ نزن سوپردوفازی شناخته شد. از طرفی پارامترهای سرعت جوشکاری (با درصد تاثیر %17)، فشار اولیه (با درصد تاثیر%16) و زاویه ابزار نسبت به قطعه کار (با درصد تاثیر %3) در رتبه‌های بعدی قرار گرفتند. همچنین بررسی سطح مقطع شکست نمونهها در آزمایش ضربه اثبات کرد نمونه ای که کمترین چقرمگی را در آزمایش ضربه داشت دارای مورفولوژی از نوع کلیویج و در نتیجه شکست ترد بود. این در حالی بود که مورفولوژی سطح شکست نمونه مورد آزمایش در شرایط بهینه (با دارا بودن بالاترین چقرمگی در این تحقیق= J61) دارای دیمپل‌های ریز و عمیق به مقدار زیاد بود. وجود دیمپل‌های ریز و عمیق به مقدار زیاد نشان دهنده شکست نرم و نهایتا رسیدن به بالاترین چقرمگی بود.
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.
سیده زهرا انوری، میثم خاندوزی،
دوره 7، شماره 2 - ( 11-1400 )
چکیده
در این پژوهش در راستای رفع مشکلات روشهای جوشکاری ذوبی و افزایش استحکام، اتصال ورقهای آلیاژهای آلومینیم 6061 و 2024 با استفاده از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی انجام شد و بهینه پارامترهای ممکن برای اتصال این دو آلیاژ مورد بررسی قرار گرفت. سرعت‌های متفاوت چرخش ابزار 565، 950،rpm 1500 برای اتصال این دو آلیاژ انتخاب شد. برای هر سرعت چرخش ابزار دو متغیر سرعت پیشروی، دو متغیر عمق فروروی و دو متغیر زاویه ابزار در نظر گرفته شد. آنالیز خواص مکانیکی اتصال‌های جوشکاری شده توسط بازرسی چشمی جوش و آزمونهای کشش و میکـروسختـی صورت گرفت. ریزساختار منطقه جوش توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی مورد پایش قرار گرفت. نسبت قطر شانه به قطر پین از فاکتورهای مهم و کاربردی ابزار جوشکاری است و قطر شانه 3 برابر قطر پین انتخاب شد. در این پژوهش آلیاژ 2024 به عنوان آلیاژ سخت تر در سمت پیشرونده قـرار گرفت. در نهایت استحکام کششی و سختی سنجی نمونه بهینه MPa300 و HV85 بدست آمد و رفتار سختی و استحکام کششی منطقه HAZ در سمت آلیاژ 6061 نسبت به بقیه مناطق پایین تر ارزیابی شد.
سید عزت الله موسوی، مجتبی موحدی، محسن کاظمی نژاد،
دوره 8، شماره 1 - ( 5-1401 )
چکیده
در این پژوهش، پایداری حرارتی-مکانیکی آلومینیوم 1050 که در ابتدا تحت دو پاس فرایند پرس‌کاری در قالب شیاردار محدودشده قرار گرفت، نسبت به جوشکاری اصطکاکی-تلاطمی با بکارگیری پودر هیبریدی (%50 حجمی پودر میکرومتری گرافیت و %50 حجمی پودر نانومتری α-Al2O3) توسط بررسی تحولات ریزساختاری و خواص مکانیکی آن ارزیابی شد. به منظور دستیابی به بیشترین خواص مکانیکی نهایی قطعات جوشکاری شده، متغیرهای متفاوتی از فرایند FSW به کار گرفته شد. انجام فرایند FSW در یک و چند پاس و نیز در نسبت‌های متفاوت از سرعت دورانی (ω) به سرعت خطی (v)، متغیرهای جوشکاری در این پژوهش بودند. همچنین برای ارزیابی اثر پودرها بر خواص مکانیکی کامپوزیت هیبریدی زمینه فلزی، بعضی از ورقهای CGP شده بدون پودر جوشکاری شدند. در کنار مشاهدات میکروسکوپ نوری و میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی، آزمون میکروسختی ویکرز و آزمون کشش عرضی برای بررسی خواص مکانیکی مناطق جوش انجام شد. مشخص شد اثرگذاری پودر گرافیت به عنوان ذرات روان‌کننده در اتصالات به طور قابل توجهی از متغیرهای جوشکاری پیروی می‌کند. به طوری‌که استفاده از پودر گرافیت در فرایند جوشکاری بیشینه دمای فرایند را تا ℃ 224 کاهش داد، در حالیکه در شرایط مشابه جوشکاری و بدون استفاده از پودر هیبریدی، بیشینه دمای فرایند℃ 489 گزارش شد. از اینرو پایداری حرارتی-مکانیکی نمونه‌های تغییر شکل پلاستیک شدید افزایش پیدا کرد، و خواص مکانیکی این ورق‌ها بهبود قابل توجه‌ای یافت. با این وجود، این پودر به علت همین ویژگی ذاتی، و به عبارتی تضعیف سیلان ماده، منجر به تخریب خواص مکانیکی ماده نیز شد. علاوه بر این هر دو پودر استفاده شده باعث ایجاد مکانیزم‌های استحکام بخشی مانند پین کردن مرزدانه‌ها و جوانه‌زنی متاثر از ذرات شدند. با این حال این نتیجه حاصل شد که توزیع یکنواخت ذرات، که از طریق افزایش نسبت ω/v فراهم می‌شود، به طور قابل توجهی باعث بهبود اثر بخشی پودرها در ریزساختار شده و خواص مکانیکی نهایی را افزایش میدهد. همچنین مشاهده شد جوش سالم تنها با افزایش تعداد پاس جوشکاری، و به دلیل سیلان بهتر ماده و حذف حفرات ایجاد می‌شود، به طوری‌که با افزایش استحکام کششی تا MPa 101 بیشترین بازدهی (%80~) با جوشکاری در نسبت r/mm 70 ω/v = در سه پاس بدست آمد.
مجتبی نیازی، احمد افسری، سید احمد به گزین، سید محمد رضا ناظم السادات،
دوره 9، شماره 1 - ( 3-1402 )
چکیده
بهینه‌سازی پارامترهای جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی همچون سرعت خطی و دورانی ابزار می‌تواند در تغییر خواص جوش موثر واقع گردد. در این تحقیق جوشکاری دو ورق از دو آلیاژ آلومینیوم 7075-Al و 6061-Al، به همدیگر بر اساس روابط تئوری و شبیهسازی عددی مورد مطالعه قرار گرفت. شبیهسازی خصوصیات تماس قطعه‌کار با ابزار با استفاده از الگوریتم‌های تماسی موجود در نرم افزار Ansys انجام گردید. از مدل المان محدود، سرعت دورانی و خطی ابزار به عنوان متغیرهای طراحی انتخاب و با روش الگوریتم ژنتیک و روش سطح پاسخ، بهینه‌سازی چند هدفه برای کمترین دمای ابزار و تنش پسماند در قطعه با قطرهای مختلف ابزار اجرا گردید. تحلیل پارامتریک از فرایند جوشکاری اصطکاکی–اغتشاشی با پین رزوه‌دار و بدون رزوه نشان میدهد که گرمای تولیدی متناسب با سرعت دورانی ابزار بوده و نسبت معکوس با سرعت خطی ابزار دارد. انتخاب ابزاری به قطر 20 میلیمتر کمترین تنش پسماند در قطعه را نتیجه میدهد. همچنین با افزایش سرعت حرکت طولی یا خطی ابزار، منحنی‌های دمایی فشرده‌تر شده واثر رزوه در ابزار بر روی حرارت تولیدی در حالات با حرارت ورودی کمتر، بیشتر نمایان می‌شود.
میثم احمدی، حمید رضا احمدی، محمد رضا خانزاده، حمید بختیاری،
دوره 9، شماره 1 - ( 3-1402 )
چکیده
در این پژوهش انجام جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلومینیوم 1050 به مس با سرعت متغیر مورد بررسی قرار گرفت. برای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی از سرعت‌های دورانی 900 و 1200 دور در دقیقه و سرعت پیشروی 36، 63 و 125 میلیمتر در دقیقه استفاده شد. جهت بررسی فازها و ریزساختار از آنالیزهای میکروسکوپ الکترون روبشی و آزمون طیف‌سنجی اشعه ایکس و سختی سنجی استفاده شد. منطقه اغتشاش شامل فازهای Al2Cu3, Al4Cu9, AlCu4, Al2Cu و AlCu بود. نتایج نشان داد که تشکیل فازهای بین فلزی و تغییر شکل شدید پلاستیک در ناحیه جوش باعث افزایش سختی شده است. بالاترین مقدار سختی در ناحیه هم زده 8/97 ویکرز در سرعت چرخش 900 دور در دقیقه و سرعت پیشروی 36 میلیمتر در دقیقه حاصل شد.
دکتر مجتبی موحدی، حسینعلی شیروی خوزانی، اشکان عزلتی،
دوره 9، شماره 2 - ( 6-1403 )
چکیده
در این پژوهش، اثر متغیرهای فرایند جوشکاری اصطکاکی تلاطمی (سرعت انتقالی ابزار در بازه‌ی 50 تا 150 میلیمتر بر دقیقه و سرعت چرخشی ابزار در بازه‌ی 300 تا 1100 دور بر دقیقه) بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلومینیوم AA5052 به پلی‌پروپیلن PP-Z30S مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی‌های ریزساختاری با میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی نشان داد ایجاد اتصال با تشکیل قفل‌های مکانیکی به شکل قطعات لنگر مانندی از جنس آلومینیوم همراه است. به‌علاوه مشاهده شد که کاهش حرارت ورودی (با افزایش سرعت خطی و یا کاهش سرعت چرخشی ابزار) موجب افزایش اندازه‌ی این لنگرها می‌شود. نتایج آزمون کشش-برش نشان داد که افزایش سرعت انتقالی ابزار از 50 به 100 میلیمتر بر دقیقه با افزایش اندازه‌ی لنگرها موجب افزایش نیروی شکست (حدود 10%) می‌شود. اگرچه، افزایش بیشتر سرعت چرخشی، بدلیل ایجاد عیوب و حفرات در فصل مشترک اتصال، نیروی شکست را کاهش داد (از 235 به 181 نیوتون). افزایش سرعت چرخشی از 300 تا 900 دور بر دقیقه نیز با ایجاد لنگرهای عمود بر سطح پلیمر و با عمق نفوذ بیشتر، موجب افزایش استحکام اتصال (تا حدود 70%) شد.
آریا اعتمادی، مسعود کثیری عسگرانی، حمیدرضا بخششی راد، مجتبی صادقی گوغری،
دوره 9، شماره 2 - ( 10-1402 )
چکیده
در این تحقیق اتصال غیرمشابه آلیاژ زیست تخریب پذیر AZ31 به آلیاژ تیتانیومی Ti-6Al-4V به روش جوشکاری اصطکاکی چرخشی و با هدف نهایی ساخت پین یا پیچ دو جنسی ارتوپدی مورد بررسی وارزیابی قرار گرفت. از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی (SEM) برای بررسی ریزساختار، از پراش پرتو ایکس برای آنالیز فازی و از دستگاه آزمون پیچش و دستگاه ریز سختی‌سنج برای بررسی خواص مکانیکی و از آزمایش پلاریزاسیون تافل و امپدانس الکتروشیمیایی برای بررسی مقاومت خوردگی استفاده شد. در عملیات جوشکاری، سرعت دورانی 1100، 1200 و 1300 دور بر دقیقه و زمان اصطکاک 2 و 4 ثانیه به عنوان پارامترهای متغیر، و دو پارامتر فشار اصطکاک و فشار فورج به ترتیب به میزان 50 و 40 مگاپاسکال به عنوان پارامترهای ثابت در نظر گرفته شدند. بررسی ریزساختار منطقه اتصال نشان داد که در قسمت آلیاژ تیتانیوم تقریبا هیچ‌گونه تغییر شکلی وجود ندارد، اما در سمت منیزیم بیشترین میزان تغییر شکل و با فاصله گرفتن از خط اتصال به ترتیب، منطقه اتصال(CZ)، منطقه تغییر شکل جزیی (PDZ)، منطقه متاثر از عملیات ترمومکانیکی(TMAZ)ومنطقه تبلور مجدد دینامیکی (DRX) قابل مشاهده می‌باشند. تشکیل ترکیبات بین فلزی مانند Mg2AlZn، Ti3Al و همچنین ریز شدن دانه‌ها باعث افزایش سختی ناحیه منیزیم مجاور خط اتصال تا 150 ویکرز شد. نتایج آزمون پیچش نشان داد نمونه جوشکاری شده در شرایط سرعت دوران 1200 دور بر دقیقه و در زمان اصطکاک 4 ثانیه دارای بالاترین میزان استحکام برشی و به مقدار 5/81 مگاپاسگال و همچنین دارای بالاترین مقاومت به خوردگی در بین سایر نمونهها میباشد.
پدرام چمنی، حامد ثابت، محسن قنبری حقیقی،
دوره 9، شماره 2 - ( 10-1402 )
چکیده
به منظور بررسی تاثیر پارامترهای سرعت چرخشی و زاویه ابزار بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلیاژ AZ91 منیزیم به تیتانیوم خالص تجاری، ورق هایی در ابعاد 4×26×100 میلیمتر آماده سازی شدند. پارامترهای متغیر در این مطالعه سرعت چرخشی (800، 1200 و 2500 دور بر دقیقه) و زاویه ابزار (5/0، 1 و 3 درجه) تعیین شده و سرعت پیشروی ثابت و برابر 32 میلیمتر بر دقیقه در نظر گرفته شد. پس از اجرای جوشکاری نمونهها جهت انجام بررسی‌های ریزساختاری و خواص مکانیکی (سختی و کشش) بر طبق استاندارد مربوطه آماده سازی شدند. بررسی‌های ریزساختاری نشان داد که ساختار ناحیه جوش CP-Ti/AZ91 شامل دانه‌های کشیده آلفا بوده و ریزساختار منطقه اختلاط یافته در سمت آلیاژ منیزیم شامل دانه‌های هم محور α - منیزیم همراه با ترکیبات بین فلزی Mg17Al12 در زمینه میباشد. نتایج حاصل از آزمون کشش نشان داد که بیشترین مقدار استحکام کششی (160 مگاپاسکال) مربوط به سرعت چرخشی 2500 دور بر دقیقه و زاویه پین 1 درجه میباشد. همچنین مشخص شد که سرعت چرخشی 800 دور بر دقیقه همراه با سرعت پیشروی 32 میلیمتر بر دقیقه جهت جوشکاری نمونه‌های AZ91 به تیتانیوم خالص تجاری مناسب نبوده بطوری‌که این نمونهها در حین فرایند آماده‌سازی دچار شکست شدند. از طرفی مشاهده شد که افزایش زاویه ابزار نسبت به قطعه کار در ابتدا منجر به افزایش استحکام قطعه از 141 مگاپاسکال به 160 مگاپاسکال شده و سپس تا 132 مگاپاسکال کاهش می‌یابد. از طرف دیگر نتایج حاصل از آزمون سختی سنجی ویکرز نشان داد که عدد سختی منطقه جوش به طور میانگین برابر 173 ویکرز بوده و از سختی آلیاژ AZ91 (61 ویکرز) بیشتر و به سختی آلیاژ تیتانیوم (167 ویکرز) نزدیک میباشد.
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.
