بخشی از مقاله
چکیده
جوشکاري اصطکاکی اغتشاشی یک جوشکاري حالت جامد بوده که پارامترهاي مختلفی در آن تاثیر دارند. در این تحقیق با تغییر پارامتر سرعت پیشروي و با انجام آزمون ضربه در دماهاي مختلف، انرژي شکست جوش ها در منطقه دکمه جوش و فلز پایه مورد بررسی قرار گرفت. منطقه دکمه جوش نسبت به فلز پایه داراي دانه هاي ریز و هم محوري بوده که با افزایش سرعت پیشروي دانه ها ریزتر می شوند.
با توجه به نتایج آزمون ضربه مشاهده شد که با افزایش سرعت پیشروي و ریز شدن دانه ها در منطقه دکمه جوش انرژي شکست افزایش یافته و کلیه جوش هاي اصطکاکی اغتشاشی داراي انرژي ضربه بالاتري نسبت به فلز پایه می باشند. سطح مقطع شکست در قسمتکمکهايمختلف، به میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که تغییري در نوع شکست رخ نداده و کلیه جوش ها همانند فلز پایه دچار شکست نرم شده اند.
.1 مقدمه :
جوشکاري اصطکاکی اغتشاشی در سال 1991 میلادي، در انستیتو جوشکاري TWI1 توسط آقاي نیکولاس ابداع گردید. براي اولین بار این روش براي آلیاژهاي آلومینیوم مورد استفاده قرار گرفت که یک روش جوشکاري حالت جامد می باشد. شکل1 شمایی از این نوع جوشکاري را نشان می دهد.
گرماي ناشی از اصطکاك بین پین و قطعه کار و همچنین شانه و قطعه کار موجب تغییر فرم پلاستیک شدید مواد در مرز اتصال می شود. حرارت متمرکز شده باعث نرم شدن مواد اطراف پین شده و به همراه حرکت دوار پین، باعث حرکت مواد از جلو به عقب پین می گردد و بر اثر این پروسه اتصال در حالت جامد اتفاق می افتد.
پارامترهاي مختلفی از جمله سرعت چرخش، سرعت پیشروي، زاویه انحراف ابزار، نیروي اعمالی به ابزار، عمق نفوذ پین، شکل و ابعاد فیزیکی ابزار در این جوشکاري تاثیر دارند.[5] بر پایه ریزساختار دانه ها و رسوبات سه منطقه ناحیه اغتشاش - SZ,NZ - 2 ناحیه متاثر از عملیات ترمومکانیکال - TMAZ - 3 و ناحیه متاثر از حرارت - HAZ - 4 در این جوشکاري به وجود می آید. سمتی که جهت جوشکاري با جهت ابزار یکسان است سمت پیشرو - A.S - 5 و سمتی که برعکس جهت ابزار می باشد، سمت پسرو - R.S - 6 نامیده می شود.
آلیاژهاي دوتایی آلومینیوم-منیزیم پایه آلیاژهاي غیر عملیات حرارت پذیر سري 5xxx را تشکیل می دهند.[6] آلومینیوم 5083 داراي ویژگی هایی از جمله قیمت پایین، استحکام نسبتا بالا، مقاومت به خستگی زیاد، مقاومت به خوردگی عالی در برابر آب شور، شکل پذیري خوب، جوش پذیري مناسب و مقاومت عالی در برابر اتمسفر صنعتی، کشاورزي و دریایی می باشد.[7] این آلیاژ در صنایع دریایی، اتومبیل سازي، هوافضا، مخازن تحت فشار، دکل هاي تلویزیون و مخابرات، تجهیزات حمل و نقل و ... کاربرد دارد.
شکل:1 شمایی از جوشکاري اصطکاکی اغتشاشی.
.2 مواد و روش تحقیق :
در این تحقیق ورق آلومینیوم 5083H116 با ضخامت 5 میلیمتر مورد استفاده قرار گرفت. ورق هایی در ابعاد 500×110 میلیمتر به طور عمود بر جهت نورد از ورق اولیه برش داده شد. این ورق ها به صورت جفت در کنار هم درون فیکسچري که بر روي میز دستگاه فرز نصب گردیده بود، قرار گرفتند. جهت انجام جوشکاري از یک ابزار غیر مصرفی - پین و شانه - استفاده شد.
جنس این ابزار فولاد گرم کار H13 بود، که توسط لایه ضدسایش نیتریدي پوشش داده شده و پس از انجام عملیات حرارتی داراي سختی 38 RC می باشد. پین داراي 6 عدد رزوه ساعت گرد بوده تا بتواند ماده تغییر فرم یافته را به سمت پائین جوش هدایت نماید. چرخش ابزار نسبت به گام پین به صورت ساعتگرد بوده و طول درز اتصال بین ورق ها را با پارامترهاي مختلف طی نموده است. مشخصات ابزار در جدول 1 ذکر و تصویري از آن در شکل 2 نشان داده شده است. جهت جوشکاري دستگاه فرز مدل FNGJ 32- TS TOS CELAKOVICE مورد استفاده قرار گرفت.
جدول١ : مشخصات ابزار جوشکاري
شکل : 2 تصویري از ابزار غیر مصرفی - پین و شانه - مورد استفاده در جوشکاري.
در این تحقیق تاثیر تغییر سرعت پیشروي بر ریزساختار، سختی و انرژي ضربه جوش ها مورد بررسی قرار گیرد.
در جدول 2 پارامترهاي جوشکاري و نامگذاري جوش ها ذکر شده است.
جدول : 2 پارامترهاي جوش
جوش ها به کمک آزمون هاي غیر مخرب رادیوگرافی، مایع نافذ و آزمون مخرب ماکرواچ مورد بررسی قرار گرفت تا در صورت وجود عیوب مشاهده شود.
