15755

15755

اثر متغيرهاي جوشكاري اصطكاكي اختلاطي بر ريزساختار و خواص مكانيكي اتصال فولاد نرم

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

اسفند ماه 1394

اسفند ماه 1394

دكتر شهرام خيرانديش - دكتر عليرضا ايواني

دكتر حميدرضا جعفريان

مواد و متالورژي

چكيده جوشكاري اصطكاكي اختلاطي (FSW) يك فرايند اتصال حالت‌جامد است. در اين فرايند، اتصال لبه¬هاي قطعه كار با گرم و خميري شدن ماده و بدون ذوب شدن آن صورت مي¬گيرد. اين فرايند شامل يك ابزار دوراني غيرمصرفي است كه توسط دستگاه به‌آرامي وارد قطعه¬كار شده و پس از توليد حرارت كافي در اثر اصطكاك در طول خط اتصال شروع به حركت مي¬كند. اين روش مزاياي فراواني در اتصال فلزات و آلياژهاي مختلف به‌ويژه آلياژهاي آلومينيم و منيزيم دارد و اخيراً بر روي فولادها نيز انجام‌شده است. فولادها داراي كاربردهاي فراواني در صنايع مختلف هستند. برخلاف آلياژهاي آلومينيم، تأثير پارامترهاي جوشكاري اصطكاكي اختلاطي بر خواص و ريزساختار جوش فولادها به¬طور كامل مورد بررسي قرار نگرفته است. در تحقيق حاضر با تغيير عوامل اصلي (سرعت دوران ابزار و سرعت جوشكاري) به بررسي خواص مكانيكي و ريزساختار اتصالات حاصل از انجام فرايند FSW بر روي فولاد نرم پرداخته شد. به اين منظور ورق¬هاي فولادي 1018AISIباضخامتmm2 با روش FSW در سرعت¬هاي دوران 450، 560، 710 و rpm 900 و سرعت¬هاي جوشكاري 50، 100، 160 و mm/min 200 به¬وسيله¬ي ابزار استوانه¬اي شكل از جنس كاربيد (WC-5%Co) تنگستن با قطر mm 16 جوشكاري شدند. سپس اثر پارامترهاي جوشكاري بر ريزساختار و خواص مكانيكي جوش¬ها با استفاده از آزمايش¬هاي متالوگرافي (ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي)، آزمون كشش و سختي سنجي بررسي شد. در نسبت سرعت دوران به سرعت جوشكاري كم، عيوب تونلي و اكسيد حبس شده تشكيل مي¬شوند كه منجر به كاهش استحكام نهايي و درصد ازدياد طول در نمونه¬هاي كشش مي¬شود. حرارت ورودي پايين در جوشكاري اصطكاكي اختلاطي نسبت¬ به فرايندهاي جوشكاري ذوبي سبب تغييرات متالورژيكي كمتري در ناحيه متأثر از حرارت شده است. بررسي¬هاي ريزساختاري از ناحيه اختلاط به دليل وقوع تبلور مجدد ديناميكي ريزدانه شده و به¬علاوه در سرعت¬هاي دوران بالا در اثر حرارت ورودي زياد تأثير تبلور مجدد كاهش‌يافته و استحاله فاز اتفاق مي¬افتد. اتصال بهينه در اين پژوهش مربوط به نمونه جوشكاري شده با سرعت دوران rpm 900 و سرعت جوشكاري mm/min 100 بوده كه به¬دليل تشكيل فريت سوزني در ناحيه اختلاط از استحكام كششي و چقرمگي بالاتري نسبت به ساير نمونه¬ها و فلز پايه برخوردار بوده¬است. كاهش اندازه دانه باعث افزايش سختي از 158 تا حدود 220 ويكرز و كاهش درصد ازدياد طول از 33% به 20% شد. واژه‌هاي كليدي:جوشكاري اصطكاكي اختلاطي، خواص مكانيكي، ريزساختار، تبلور مجدد ديناميكي، استحاله فاز، فولاد نرم.