بخشی از مقاله
چکیده
استفاده از TWB4 که توسط لیزر جوشکاري شده است در صنعت خودروسازي به دلیل داشتن مزایایی مثل کاهش در وزن، مصرف سوخت و هزینه خودرو رو به افزایش است. هدف اصلی از این پژوهش بررسی اثر ناحیه جوش، تفاوت در پوشش سطحی و نسبت ضخامت بر قابلیت شکلپذیري TWB تشکیل شده از ورقهاي فولادي از جنس SPCC، IF و AISI 304 میباشد. نشان داده شده است که ناحیه باریک جوش لیزري تاثیر ناچیزي بر قابلیت شکلپذیري TWB دارد.
نتایج تست LDH5 بر روي TWB نشان میدهد که با افزایش نسبت ضخامت ورقهاي تشکیل دهنده آن شکلپذیري کاهش مییابد. همچنین در تست LDH بر روي TWB تشکیل شده از ورقهاي فولادي همضخامت و پوشش سطحی متفاوت به دلیل تغییر در شرایط اصطکاك سطحی ترك در ورق بدون پوشش ایجاد میشود.
-1 مقدمه
در سالهاي اخیر صنایع خودروسازي توجه زیادي به کاهش وزن و مصرف سوخت خودرو داشتهاند. یکی از روشهاي کاهش وزن استفاده از TWB میباشد. TWB تشکیل شده است از دو ورق و یا بیشتر که جنس، ضخامت و پوشش سطحی آنها می- تواند مشابه و یا متفاوت باشد و قبل از فرایند شکلدهی به هم متصل میشوند.[1] از مزایاي TWB میتوان به کاهش مصرف مواد و وزن محصول، بهبود استحکام و کاهش هزینه اشاره کرد.[2] یکی از روشهاي اتصال TWB جوشکاري لیزري میباشد که از ویژگیهاي این روش میتوان به حرارت ورودي کم، باریک بودن ناحیه جوش، سرعت بالا و کیفیت بالاي جوش اشاره کرد3]،.[4 با وجود مزایاي گفته شده TWB یکی از معایب آن کاهش زیاد در شکلپذیري آن است که از علل آن می توان به توزیع غیر یکنواخت کرنش به دلیل تغییر در جنس و ضخامت ورقهاي تشکیل دهنده TWB اشاره کرد.
بسیاري از تحقیقات جدید اثر خواص ناحیه جوش را بر شکلپذیري TWB بررسی کردهاند5]،6،.[13 در بعضی دیگر از تحقیقات اثر پارامترهاي جوشکاري لیزري بر شکلپذیري TWB بررسی شده است7]،.[8 همچنین مطالعاتی نیز بر روي تغییر در نیروي ورقگیر براي کنترل جریان مواد صورت گرفته است.[9] در این پژوهش اثر ناحیه جوش، تغییر در ضخامت و پوشش سطحی بر قابلیت شکلپذیري ورقهاي فولادي SPCC، IF و AISI 304 که توسط لیزر جوش شدهاند بررسی میشود.
-2 ترکیب شیمیایی مواد و تست شکلپذیري
TWB تشکیل شده از سه نوع ورق فولادي SPCC [10]، IF [11] و AISI 304 [12] مورد مطالعه قرار میگیرد. ترکیب شیمیایی این فولادها در جدول1 نشان داده شده است.
تست استاندارد LDH که از یک قالب با ابعاد استاندارد و یک سنبه سر کروي با قطر 4 اینچ تشکیل شده است براي بررسی شکلپذیري TWB جوشکاري شده توسط لیزر به کار میرود. بدینصورت که ورق توسط ورقگیر با نیروي بالا محکم نگه داشته شده است و سنبه سر کروي بر روي ورق به سمت پایین حرکت میکند و حرکت تا زمانی ادامه پیدا میکند که ترك در ورق نمایان شود. ارتفاع گنبد - Dome Height - ایجاد شده بر روي TWB به عنوان شاخص شکلپذیري به کار میرود.
-3 اثر ناحیه جوش
در بسیاري از تحقیقات جدید که بر روي تاثیر ناحیه جوش بر شکلپذیري TWB تمرکز کردهاند[6] مشخص شده است که در TWB فولادي جوشکاري شده توسط لیزر، ناحیه جوش داراي استحکام کششی و سختی بیشتري نسبت به ورقهاي پایه آن است و دلیل آن سرعت بالاي سرد شدن ناحیه جوش در جوشکاري لیزري میباشد. میانگین میکروسختی در ناحیه جوش و فلز پایه براي دو نوع فولاد IF و AISI 304 در نمودار - 1الف - نشان داده شده است. همین سختی بالا در ناحیه جوش سبب میشود تا در تست کشش TWB فولادي با جهت کرنش اصلی عمود بر خط جوش، ترك دور از ناحیه جوش ایجاد شود.
همچنین ارتفاع گنبد در تست LDH که شاخص شکلپذیري است براي TWB تشکیل شده از ورقهاي همضخامت و با جنس AISI 304 در نمودار - 1ب - نشان داده شده است. همانطور که مشاهده میشود ارتفاع گنبد ورقهاي همضخامت جوش شده با ورقهاي پایه آن تفاوتی ندارد، پس ناحیه جوش را نمیتوان یک عامل اصلی در قابلیت شکلپذیري TWB به حساب آورد و دلیل آن کم بودن پهناي ناحیه جوش لیزري - حدوداً 1 میلیمتر - میباشد.
