بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق خصوصیات اتصال کامپوزیت زمینه فلزي آلومینیومی A356/SiCP تقویت شده با ذرات SiC جوشکاري شده از طریق فرآیند جوشکاري نفوذي در خلاء پایین مورد بررسی قرار گرفته است. کامپوزیت زمینه فلزي آلومینیومی مورد استفاده در این تحقیق داراي 10 درصد وزنی SiC می باشد. در این تحقیق کارایی اتصال ایجاد شده بین کامپوزیت هاي مشابه مطالعه شده است و تاثیر دما و زمان جوشکاري بر روي کیفیت اتصال ایجاد شده بررسی شده است. به منظور بررسی ریزساختار در نزدیکی فصل مشترك از میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - استفاده شده است.استحکام برشی اتصالات ایجاد شده اندازه گیري شد و نتایج حاکی از اینست که استحکام اتصالات ایجاد شده از طریق فرآیند جوشکاري نفوذي در خلاء پایین با افزایش دما و زمان جوشکاري افزایش می یابند.
واژههاي کلیدي: جوشکاري نفوذي، کامپوزیت شبکه فلزي، Al A356/SiC
-1 مقدمه
کامپوزیت هاي زمینه فلزي آلومینیمی تقویت شده با ذرات SiC داراي آمیزه اي منحصر به فرد از خواص فیزیکی و مکانیکی از قبیل استحکام بالا، مدول الاستیسیته بالا، ضریب انبساط گرمایی کم و خواص سایشی خوب می باشند. موادي که داراي خصوصیات اینچنینی باشند براي استفاده در صنایعی نظیر هوا فضا و ماشین سازي از مطلوبیت بالایی برخوردار می باشند -6] .[1 کامپوزیت هاي زمینه فلزي آلومینیمی تقویت شده با ذرات SiC قابلیت تولید هم در حالت مایع و هم در حالت جامد را دارا می باشند. در حالت مایع ذرات سرامیکی SiC به کمک ایجاد تلاطم در مذاب به فلز مذاب افزوده می شوند. البته باید در نظر داشت که توزیع مواد تقویت کننده در اینحالت معمولا بصورت غیر همگن است .[2]
انواع روش هاي جوشکاري ذوبی، لحیم کاري سخت، جوشکاري نفوذي و جوشکاري اصطکاکی را می توان براي اتصال کامپوزیت هاي زمینه فلزي آلومینیمی بکار برد. بکار بردن روشهاي جوشکاري ذوبی ممکن است با ایجاد مشکلات زیادي مخصوصا در ناحیه تحت تاثیر حرارت همراه باشد. در حین جوشکاري آلومینیم یک لایه اکسیدي که روي سطح قطعه را می پوشاند، باعث ایجاد اشکال در جوشکاري می شود .[2] مطالعات بسیار زیادي براي شناسایی روش مناسب جهت اتصال کامپوزیت هاي مشابه و غیر مشابه انجام شده است .[7] فرآیند جوشکاري نفوذي یکی از روشهاي جوشکاري در حالت جامد است که قابلیت کاربرد براي انواع مختلفی از مواد را دارست .[8] فرآیند جوشکاري نفوذي بطور ویژه در صنایع نظامی، صنایع پلاستیک و صنایع هوا فضا استفاده می شود .[9]
در حین بکارگیري روش جوشکاري نفوذي براي اتصال کامپوزیت هاي زمینه فلزي آلومینیمی می توان سه نوع فصل مشترك اتصال بصورت زمینه/زمینه، زمینه/ مواد تقویت کننده و مواد تقویت کننده/مواد تقویت کننده را در نظر گرفت. اتصال مواد تقویت کننده/مواد تقویت کننده و همچنین اتصال زمینه/مواد تقویت کننده از استحکام خوبی برخوردار نیستند و باعث کاهش کیفیت اتصال ایجاد شده می شوند. بنابراین فقط فصل مشترك اتصال زمینه/زمینه قابلیت ایجاد اتصال با استحکام مطلوب را داراست .[3]در این مقاله مشخصات اتصال کامپوزیت زمینه فلزي آلومینیمی تقویت شده با ذرات SiC با بکارگیري فرآیند جوشکاري نفوذي تحت خلاء مطالعه شده است. نمونه ها با استفاده از فرآیند جوشکاري نفوذي تحت پارامتر هاي مختلف جوشکاري اتصال داده شده اند و برسی خواص ریزساختاري و مکانیکی فصل مشترك اتصال بمنظور پیدا کردن شرایط بهینه جوشکاري انجام شده است.
-2 رویه آزمایشی
فلز پایه مورد مطالعه در این تحقیق کامپوزیت زمینه فلزي آلومینیمی A356/SiCP ریخته گري شده می باشد. ترکیب شیمیایی آلیاژ آلومینیم A356 در جدول 1 آورده شده است. کامپوزیت بکار برده شده داراي %10 وزنی از ذرات SiC می باشد.اندازه متوسط ذرات تقویت کننده حدود 30 ʽ می باشد. فرآیند آماده سازي نمونه ها که داراي ابعاد نهایی × 30 × 50 mm 9 می باشند، از طریق برش با سیم انجام شد. به منظور جلوگیري از اکسید شدن نمونه ها قبل از انجام جوشکاري نفوذي در اطراف نمونه هاي قرار گرفته در محفظه خلاء تعداد زیادي ذرات ذغال فعال قرار داده شده است. فرآیند جوشکاري نفوذي درون محفظه داراي خلاء 30 Pa انجام شد. نرخ گرمادهی کوره تا رسیدن به دماي مورد نظر مقدار 10 œC/min می باشد.عملیات جوشکاري نفوذي در دماهاي 540، 560 و 580 درجه سانتیگراد و بمدت زمان هاي 90 و 120 دقیقه تحت فشار ثابت 6 MPa انجام شد. آماده سازي نهایی نمونه ها به کمک سنباده زنی تا سنباده شماره 1200 و قرار دادن نمونه ها در داخل محلول استون و انجام تمیز کاري با امواج ماوراء صوت به مدت زمان 20 دقیقه درست قبل از قرار دادن نمونه ها در
