جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی دو فلز غیر هم جنس آلیاژ آلومینیوم ۵۰۵۰ به فولاد زنگ نزن آستنیتی ۳۰۴

بسمه تعالی

مرکز آموزش علمی – کاربردی ملایر

گروه مکانیک

پایان نامه :

برای دریافت درجه کارشناسی در رشته مهندسی جوش

عنوان :

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی دو فلز غیر هم جنس آلیاژ آلومینیوم ۵۰۵۰ به فولاد زنگ نزن آستنیتی ۳۰۴

 

 

چکیده : جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یکی از روش های جوشکاری حالت جامد است که امروزه برای اتصال مواد به ویژه فلزات غیر هم جنس کاربرد فراوان یافته است . این روش نه تنها محدودیت های روش های جوشکاری ذوبی را ندارد بلکه مزایای زیادی از جمله امکان اتصال فلزات با نقاط ذوب متفاوت را دارا می باشد . در این پژوهش اتصال موفقیت آمیز دو فلز غیر هم جنس آلیاژ آلومینیوم ۵۰۵۰ به فولاد زنگ نزن آستینی ۳۰۴ مورد مطالعه قرار گرفت. از فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای اتصال دو فلز استفاده میشود. در اتصال فلزات غیر هم جنس به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی پارامتر های زیادی سرعت دورانی سرعت خطی افست و شکل ابزار بر خواص ریز ساختاری و مکانیکی محل اتصال تاثیر گذار می باشد. در این تحقیق به بررسی تاثیر سرعت دورانی سرعت خطی و افست ابزار بر استحکام و سختی محل اتصال پرداخته شده است . همچنین در ادامه تاثیر عملیات آنیل بر مقدار استحکام نهایی درصد ازدیاد طول و خواص ناحیه جوش مورد مطالعه قرار گرفت نتایج به دست آمده نشان می دهد که با آنیل کردن نمونه جوشکاری شده استحکام نهایی ۹ % و درصد ازدیاد طول به ۲ برابر افزایش یافته است

کلید واژگان : جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی – فلزات غیر هم جنس – آنیل – ناحیه جوش

 

 

 

فهرست شکل ها و جدول ها

 

عنوان                                                                                                                    صفحه

 

شکل ۱ تصویر شماتیک فرآیند جوشکاری مورد………………………………………………………………………………………………۲

شکل ۲ هندسه ابزار مورد……………………………………………………………………………………………………………………………..۳

شکل ۳ نحوه افست ابزار……………………………………………………………………………………………………………………………..۳

شکل ۴ تاثیر افست ابزار بر کیفیت ظاهری جوش…………………………………………………………………………………………….۱۵

شکل ۵ تاثیر سرعت خطی ابزار بر کیفیت ظاهری جوش…………………………………………………………………………………..۱۶

شکل ۶ نمای برش خورده مقطع اتصال در افست های مختلف…………………………………………………………………………..۱۷

شکل ۷ تاثیر سرعت های خطی مختلف در مقدار سختی………………………………………………………………………………….۱۸

شکل ۸ تاثیر افست ابزار بر مقدار استحکام کششی………………………………………………………………………………………….۱۸

شکل ۹ تاثیر سرعت خطی ابزار بر مقدار استحکام………………………………………………………………………………………….۱۹

شکل ۱۰ تاثیر عملیات حرارتی اتصال بر مقدار استحکام کششی و درصد ازدیاد طول…………………………………………..۲۰

شکل ۱۱ تاثیر عملیات حرارتی بر ناحیه وقوع شکست…………………………………………………………………………………..۲۰

شکل ۱۲ سطح مقطع شکست نمونه بدون عملیات آنیل در بزرگ نمایی های مختلف ……………………………………….۲۱

شکل ۱۳ سطح مقطع شکست نمونه آنیل شده در بزرگ نمایی های مختلف……………………………………………………۲۲

شکل ۱۴ تصویر میکروسکوپالکترونیروبشی از مقطع جوش……………………………………………………………………..۲۲

شکل ۱۵ فاز های تشکیل شده در ناحیه اتصال اصل از آنالیز XRD………………………………………………………..23

جدول ۱ ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی ورق های آلیاژی مورد استفاده………………………………………………۴

جدول ۲ ترکیب شیمیایی فولادهای زنگ نزن آستینی…………………………………………………………………………….۹

جدل ۳ نامگذاری آلیاژهای کار شده………………………………………………………………………………………………….۱۲

جدول ۴ نامگذاری آلیاژهای ریخته گری……………………………………………………………………………………………۱۳

فهرست مطالب

فصل اول

مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۱

۱-۱- روش آزمایش………………………………………………………………………………………………………………………۲

فصل دوم

۲-۱- مطالعات کتابخانه ای ……………………………………………………………………..۶

۲-۲- عناصر آلیاژی……………………………………………………………………………………………………………………..۱۰

۲-۳- خواص ……………………………………………………………………………………………………………………………..۱۰

۲-۴- آلیاژهای ریخته‌گی………………………………………………………………………۱۱

۲-۵- نامگذاری………………………………………………………………………………..۱۱

فصل سوم

۳-۱ -کیفیت ظاهری اتصال…………………………………………………………………..۱۵

۳-۲ – ریزساختار ناحیه جوش ………………………………………………………………..۱۶

۳-۳- سختی …………………………………………………………………………………..۱۷

۳-۴- استحکام کششی………………………………………………………………………..۱۸

۳-۵- میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)……………………………………………….21

3-6- طیف سنج پراش اشعه ایکس XRD………………….………………………………..21

3-7 نتایج………………………………………………………………………………………۲۴

منابع ……………………………………………………………………………………………۲۵

 

 

 

مقدمه :

اتصال فلزات غیر هم جنس یک ایده جالب و موثر در صنعت می باشد . هدف از اتصال فلزات غیر هم جنس ترکیب خواص دو فلز برای افزایش کارایی و بازدهی قطعات تولیدی می باشد . همچنین این عمل مقاومت به سایش ٬ خوردگی و استحکام به ویژه بالا از یک فلز و قابلیت هدایت حرارتی مقاومت به خوردگی و وزن کم از فلز دیگر را به دنبال دارد . آلیاژ آلومینیوم دارای وزن کم ٬ استحکام ویژه بالا و هدایت حرارتی خوب می باشد . فولاد زنگ نزن آستینیتی دارای استحکام بالا و مقاومت به خوردگی خوب می باشد. اتصال این دو فلز می تواند کاربرد وسیعی در بسیاری از صنایع داشته باشد زیرا باعث کاهش وزن ماشین آلات تولیدی می شود که این امر به نوبه خود موجب افزایش بازدهی و کاهش مصرف سوخت می گردد. اتصال این دو فلز غیر هم جنس با استفاده از روش های متداول ذوبی به دلیل اختلاف زیاد در خواص حرارتی آنها دشوار می باشد و جوش حاصل از این روش ها به دلیل ایجاد ساختار های بین فلزی دارای شکنندگی بالایی می باشد . فرایند های خالت جامد روش مناسبی برای اتصال اینگونه فلزات می باشند . [۵]

 

12000 تومان – خرید