بخشی از مقاله
چکیده
ترکیب بین فلزی شگل گرفته در فصل مشترک فولاد - فلز جوش تأثیر اساسی روی استحکام اتصال جوشکاری قوسی با گاز محافظ خنثی و الکترود تنگستنی - تیگ - - لحیمکاری بین فلزات غیر مشابه آلومینیم و فولاد دارد. در این مطالعه اثر حرارت ورودی روی ضخامت لایه ترکیب بین فلزی، از طریق روش اجزاء محدود با استفاده از نرم افزار آباکوس بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش حرارت ورودی منجر به افزایش ضخامت لایه بین فلزی شد. اندازه ضخامت لایه بین فلزی محاسبه شده به وسیله آنالیز سیکلهای حرارتی ایجاد شده درحین فرآیند اتصال، با مقدار مشابه آنکه از تصاویر ریز ساختاری اندازهگیری شد، تقریباً یکسان و در یک رنج 6-2 میکرومتری بود. علاوه بر آن نتایج شبیه سازی اجزاء محدود نشان داد که اندازه و توزیع تنش پسماند در دو طرف، روی قطعات غیر متقارن بود. همچنین دیده شد که تغییر حرارت ورودی تاثیر برجستهای روی اندازه تنش پسماند فصل مشترکی نداشت.
مقدمه
امروزه نیاز به اتصال دو فلز غیر مشابه آلومینیم و فولاد به منظور کاهش وزن سازه ها، بهبود کارایی سوخت و ترکیب خواص این دو فلز، به سرعت در حال افزایش است. با این وجود اتصال آلومینیم به فولاد از طریق جوشکاری قوسی مستقیم به خاطر دلایلی همچون اختلاف گسترده بین خواص ترموفیزیکی1 و ترمو شیمیایی2 و همچنین شکلگیری مقادیر گستردهای از ترکیب بین فلزی ترد با ریخت شناختی صفحهای در فصل مشترک فولاد- فلزجوش، بسیار مشکل است - دانگ Dong ، یانگ - Yang - ، چانگ دانگ - Chuang Dong - ، کو - - Kou، 2012؛ زانگ - Zhang - ، لو، فرایندهای اتصالی همچون جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی3، جوشکاری انفجاری 4، جوشکاری آلتراسونیک 5 و جوشکاری ذوج فلزی6 با وجود آن که اتصالات بی عیبی را ایجاد میکنند اما به دلیل هزینهی بالایشان و همچنین منحصر به فرد بودن شکل و ابعاد قطعات مورد اتصال، محدود می شوند. بنابراین استفاده از یک روش جوشکاری سریع و کم هزینه که آلومینیم را مستقیماً به فولاد متصل کند برای صنایع مطلوب است - هارمندرا - Dharmendra - ، راو - Rao - ، ویلدن - Wilden - ، ریچ ، - - Reich، . - 2011 جوشکاری قوسی با گاز محافظ خنثی و الکترود تنگستنی - تیگ - -7 لحیمکاری به عنوان روشی سریع، کم هزینه و منعطف، به یک حوزه تحقیقاتی جذاب در اتصال آلومینیم به فولاد تبدیل شده است. در این فرآیند اتصال تنها آلومینیم ذوب شده و فولاد توسط فلز جوش پوشانده می شود و ذوب شدگی برای فولاد رخ نمیدهد، بنابراین این فرایند نسبت به آلومینیم جوشکاری و نسبت به فولاد لحیم کاری است - لین - Lin - ، سانگ - Song - ، یانگ، فان - Fan - ، زانگ، . - به منظور این که ضخامت لایه بین فلزی را کاهش دهیم و به استحکام اتصال بالا برسیم، می بایست توزیع دمایی و تغییرات آن با زمان در ناحیه اتصال کنترل شود. فاکتورهایی همچون سرعت جوشکاری و استفاده از چاه حرارتی میتواند در کنترل کردن حرارت ورودی موثر باشد. باریسوتیکول - Borrisutthekul - ، یاچی - Yachi - ، میاشیتا - Miyashita - و موتو - 2007 - - Mutoh - در اتصال لیزر آلومینیم به فولاد از چندین صفحه پشت بند به عنوان چاه حرارتی استفاده کردند و همچنین شبیه سازی های اجزاء محدود مرتبط با آن ها را انجام دادند و فهمیدند که استفاده از صفحه پشت بند با هدایت حرارتی بالاتر منجر به کاهش ضخامت لایه ترکیب بین فلزی و افزایش استحکام اتصال می شود. فان، تامی - Thomy - ، والرسن - 2011 - - Vollertsen - تأثیر سیکل های حرارتی ایجاد شده حین جوشکاری لیزر- لحیمکاری آلومینیم به فولاد را روی ضخامت لایه بین فلزی بررسی کردند. آن ها سیکل های حرارتی را به صورت تجربی و با استفاده از ترموکوپل بدست آورده و از طریق روابط نفوذ ضخامت بین فلزی را محاسبه کردند. آن ها گزارش کردند که زمان سرد شدن مذاب - بدست آمده از سیکل های حرارتی - بالاترین تأثیر را روی ضخامت بین فلزی دارد.
