16018

16018

بررسي شرايط رفع عيب حفره انتهايي خط جوش اصطكاكي اختلاطي آلياژ آلومينيومAA5456 با استفاده از پين فدا شونده

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

بهمن‌ماه 1394

بهمن‌ماه 1394

دكتر محمدرضا ابوطالبي - دكتر سيد حسين سيدين

دكتر محمدعلي صفرخانيان

مواد و متالورژي

چكيده جوشكاري اصطكاكي اختلاطي يكي از فرآيندهاي نوين اتصال در حالت جامد است كه در حال جايگزيني به جاي برخي از روش¬هاي مرسوم ذوبي مي¬باشد. در بسياري از كاربردهاي فرايند FSW وجود حفره باقيمانده در انتهاي خط جوش، غيرقابل قبول است و رفع حفره ضروري است. يكي از روش‌هاي رفع عيب حفره¬ي انتهايي خط جوش حاصل از جوشكاري اصطكاكي اختلاطي استفاده از روش پين مصرف شونده يا همان پين فداشونده است كه اين پين مي‌تواند بسته به شرايط هم‌جنس يا غير هم‌جنس با فلز پايه باشد. هدف از اين پژوهش بررسي امكان¬پذيري و چگونگي رفع عيب حفره انتهايي به‌وسيله پين مصرف شونده است، به اين صورت كه در انتهاي خط جوش، به‌منظور پر كردن حفره‌ي باقيمانده، پين فولادي مورد استفاده در جوشكاري با پين آلومينيومي تعويض شده، با توجه به اصطكاك و فشار و تغيير شكل پلاستيك شديد بين پين آلومينيومي و آلومينيوم زمينه، پيوندهاي متالورژيكي مكانيكي ايجاد شده و حفره پر مي‌شود و عيب حفره انتهايي مرتفع مي‌گردد. اما قبل از پر كردن حفره توسط FFSW ، ابتدا تأثير پارامترهاي FSW بر ساختار و خواص مكانيكي اتصال هم¬پوشان از ورق¬هاي نورد شده و لوله از جنس آلومينيوم 5456 كه كاربرد سازه¬اي زيادي به دليل استحكام و مقاومت به خوردگي بالا دارد با ضخامت¬هاي متفاوت 5 و 5/2 ميلي¬متر، در دو پاس مورد بررسي قرار گرفت. تركيب پارامترهاي بهينه به‌صورت زاويه ابزار 3 درجه و سرعت پيشروي و دوراني mm/min50 و rpm500 به ¬دست آمد. در ادامه از روش پركردن با جوشكاري اصطكاكي اختلاطي FFSW براي رفع عيب حفره استفاده شد. در اين مرحله پارامترهاي سرعت دوراني، سرعت فروروي، هندسه پين مصرفي و جنس آن (7075, 2024, 5456) بررسي شدند. ساختار مقطع عرضي نمونه¬ها، سختي و استحكام كششي برشي نمونه¬ها سنجيده و با حفره¬ي پر شده به روش ذوبي GTAW و خود خط جوش اصطكاكي اختلاطي مقايسه شد و بهبود 5 تا 10 درصدي استحكام اثبات شد. آزمون غير مخرب راديوگرافي و پنيوماتيك و هيدروليك به‌منظور امكان¬سنجي استفاده در صنعت بر نمونه¬ها اعمال شد. در نهايت نتايج حاصله نشان داد كه عيب حفره انتهايي را مي¬توان با استفاده از پين فداشونده هم¬جنس آلياژ آلومينيوم مرتفع نمود. واژه‌هاي كليدي: جوشكاري اصطكاكي اختلاطي، اتصال هم¬پوشان، آلومينيوم 5456، حفره خروجي ابزار، پر كردن با جوشكاري اصطكاكي اختلاطي