بخشی از مقاله
چکیده
جوشکاري قوسی یکی از فرایندهاي اصلی تولیدي میباشد که در صنایع نفت گاز جهت جوشکاري لولهها استفاده میشود. درس میان این فرایندها، فرایند جوشکاري قوسی با محافظت گاز در به دلیل توانایی آن در تولید اتوماتیک اهمیت ویژهاي دارد. از طرف دیگر نانو تکنولوژي در صنایع جهت افزایش کیفیت آن، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. یکیاز پارامترس هاي مهم هندسی جوش، عمق نفوذ آن میباشد که میتواند معرف مقدار تنشی باشد که اتصال ظرفیت تحمل آن را دارد. در این تحقیق به مدلسازي عمق نفوذ در فرایند جوشکار قوس الکتریکی با گاز محافظ با در نظر گرفتن نانو ذرات اکسید کروم، شدت جریان، ولتاژ و سرعت جوشکاري و ترکیب گاز محافظ به عنوان پارامترهاي ورودي با استفاده از شبکههاي مصنوعی عصبی پرداخته شده است. از طراحی آزمایشهاي دالرت براي به دست آوردن دادههاي تجربی استفاده شده است. این روش با داشتن میانگین مربع خطاهاي بسیار کم و بیشترین خطاي نسبی 8/80% نشان دهندهي توانایی بالا در مدلسازي و پیشبینی میباشد. همچنین با افزایش مقدار این مواد روي سطح قطعه در زمان جوشکاري با گاز محافظ داراي 80% آرگن باعث افزایش نفوذ شده و با کم شدن غلظت گاز خنثی در حد 20%، بیشتر شدن لایه نانو اکسید کروم تاثیر منفی بر نفوذ خواهد داشت.
واژههاي کلیدي: نفوذ، جوشکاري قوس الکتریکی با گاز محافظ، شبکههاي مصنوعی عصبی، مدلسازي، نانوذرات اکسید کروم.
مقدمه
جوشکاري قوسی یکی از فرایندهاي اصلی در صنایع تولیدي میباشد. متخصصان بر این باورند که در تمام صنایع تولیدي فلزي، جوشکاري قوسی سومین روش در فرایندهاي مونتاژ و ماشینکاري است. به طور خاص دو فرایند جوشکاري قوسی با محافظت گاز و جوشکاري قوسی تنگستن در تولید اتوماتیک کاربرد گستردهاي دارند. - نایدو،ازجلیک و مور،. - Naidu, Ozcelik and Moore - - 2003 جوشکاري قوسی با محافظت گاز فرایند جوشکاري است که در آن از قوس الکتریکی بین الکترود مصرفی با تغذیه پیوسته و فلز پایه استفاده می شود و توسط منبع گاز خارجی محافظت میشود. در این فرایند از هیچ گونه فشار خارجی استفاده نمیشود.
در سالهاي اخیر تلاش هاي زیادي براي بالاتر بردن کیفیت و افزایش ظرفیت تولید در این فرایند انجام شده است . یکی از این راهها استفاده از پوشش مواد فعال روي سطح مورد جوشکاري میباشد. - هوآنگ، - ∂γHuang - - 2010 زمانی که عناصر فعال مانند اکسیژن،گوگرد و سلنیوم وارد حوضچهي مذاب میشوند، ضریب کشش سطحی نسبت به دما، ، را از مقدار منفی به مقداري مثبت تغییر میس دهند و در نتیجه جهت انتقال حرارت جابهجایی مارانگونی1 را از به سمت بیرونگرا به سمت داخلگرا تغییر میدهد. این تغییر جهت انتقال حرارت جابجایی، نفوذ را در جوش به طور قابل ملاحضهاي افزایش میدهد. - لو، فوجی، سوجی یاما، تاناکا، نوجی،Lu, - - 2002 - Fujii, Sugiyama, Tanaka, & Nogi
تحقیقات زیادي در زمینهي کاربرد موارد فعال در جوشکاري قوسالکتریکی با تنگستن 2 انجام شده است - لو، فوجی، نوجی3، 2004؛لو4 و همکاران،2002؛مودنسی، آپولیناریو و پریرا5، - 2000 اما در زمینهي جوشکاري قوس الکتریکی با گاز محافظ تحقیقات زیادي انجام نشده است. - هوآنگ، - 2010 امروزه فناوري نانو کاربرد گستردهاي در زمینههاي علمی و پژوهشی و همچنین صنعتی از جمله جوشکاري پیدا کرده است .در این زمینه تحقیقاتی انجام شده است و به بررسی تاثیر عملکرد انواع این مواد مانند اکسید تیتانیوم پرداخته شده است . - آقاخانی، قادري، کرمی، درخشان،2014؛فتاحی، نبحانی، واعظی، رحیمی، - 2011 در جوشکاري هندسهي مهرهي جوش، نقش مهمی را در تعیین کیفیت و خواص مکانیکی اتصال بازي میکند.
یکی از پارامترهاي مهم هندسی جوش، عمق نفوذ میباشد که به صورت عمقی که ماده مذاب در جوش نفوذ کرده ، تعریف میشود و میتواند معرف مقدار تنشی باشد که جوش میتواند اتصال قطعهها را حفظ کند، باشد. عوامل زیادي مانند شدت جریان و ولتاژ جوشکاري، سرعت حرکت تورچ، زاویه تورچ، ترکیب گاز محافظ و غیره در نفوذ جوش تاثیر گذار هستند. رابطهي تاثیر این پارامترها و تاثیر متقابل آنها بر یکدیگر با عمق نفوذ غیر خطی میباشد. بنابراین رسیدن به مدلی که بتواند این فرایند را به درستی توصیف کند بسیار مهم میباشد. در میان این روشهاي مدلسازي، استفاده از شبکههاي مصنوعی عصبی به علت داشتن دقت بسیار بالا و قابلیت انعطاف پذیري زیاد در مدلسازي اهمیت ویژهاي دارد.
