12099

12099

بررسي تأثير ميزان نيتروژن و اكسيژن در گاز محافظ بر خصوصيات لايه كامپوزيت تشكيل شده توسط فرآيند GTAW بر روي آلومينيوم خالص تجاري

كارشناسي ارشد

مواد - انتخاب و شناسايي مواد مهندسي

شهريور ماه 1392

شهريور ماه 1392

دكتر مسعود گودرزي

چكيده در پژوهش حاضر، تاثير نيتروژن و اكسيژن بر خصوصيات لايه تشكيل شده بر روي آلومينيوم خالص تجاري با فرآيند قوسي تنگستن-گاز بررسي شده است. گازهاي نيتروژن و اكسيژن با مقادير مختلف به گاز محافظ آرگون افزوده شد. احتمال تجزيه شدن اين دو گاز در دماي بالاي قوس و در نتيجه احتمال انحلال اين گازها در حوضچه مذاب بسيار بالا بوده و بخشي از مولكول‌هاي آن‌ها تجزيه و حتي يونيزه مي‌شوند و ضمن واكنش با مذاب، مي‌توانند توليد فازهاي نيتريدي و اكسيدي را موجب شوند. تركيبات نيتريدي و اكسيدي به واسطه سختي بالا، در صورت توليد در سطح فلز موجب افزايش سختي فلزات نرمي مثل آلومينيوم مي‌شوند. از طرفي با توجه به قابليت نيتريدزايي بالاي آلومينيم، پيش‌بيني نيز مي‌شد كه اين تركيب در سطح ايجاد شود. مطالعات پراش‌سنجي پرتو X و ميكروسكوپي الكتروني روبشي، نشان داد كه ذوب سطحي آلومينيوم خالص تجاري در محيط مخلوط گازهاي آرگون و نيتروژن، منجر به تشكيل لايه‌ كامپوزيت Al/ANl تا نهايت عمق mm 1 از سطح فلز ذوب شده مي‌شود و ميانگين سختي اين ناحيه در مناطق متراكم از AlN در حدود 300 ويكرز و در مناطق كم‌ تراكم حدود 120-170 ويكرز بود، لازم به ذكر است نتايج مشابهي در محيط مخلوط گازهاي آرگون و اكسيژن مشاهده نشد. همچنين نتايج حاصل از ذوب سطحي بيانگر كاهش سختي در منطقه ذوب سطحي شده نسبت به فلز پايه به واسطه از بين رفتن كارسختي بود. مشاهده شد با ورود نيتروژن و اكسيژن عمق نفوذ جوشD/W افزايش مي¬يابد. به منظور مقايسه عمق نفوذ جوش، در ميزان حرارت‌هاي ورودي يكسان از درصدهاي مختلف از نيتروژن و اكسيژن در حالت مخلوط با آرگون تحت عمليات ذوب سطحي قرار گرفتند كه نتايج حاكي از آن بود كه افزايش مقدار اين دو گاز سبب افزايش نسبت D/Wمي‌شود. در اين پژوهش، آناليز¬هاي مورد نياز با استفاده از ميكروسكوپ¬هاي نوري و الكتروني روبشي، اسپكترومتري نشري و به منظور شناخت فازهاي تشكيل شده از روش‌هاي XRD و EDS بهره گرفته شد. همچنين به جهت بررسي خواص مكانيكي منطقه جوش، آزمون ريزسختي‌سنجي انجام پذيرفت، كه نتايج حاكي از افزايش در سختي ناحيه‌ كامپوزيتي در مقايسه با فلز پايه است. واژه‌هاي كليدي: جوشكاري قوس تنگستن با گاز محافظ، مخلوط گاز محافظ، عنصر فعال در سطح، افزايش عمق نفوذ