ارزيابي نمودار حد شكل‌دهي ورق‌هاي سه لايه فولاد-منيزيم ساخته شده با روش فاز مايع گذرا

كارشناسي ارشد

جوشكاري، يكي از مهم‌ترين روش‌هاي اتصال دائم است كه از گذشته تاكنون كاربردهاي آن و گستره‌ي استفاده از آن در صنايع گوناگون افزايش‌يافته است. جوش‌ها را با توجه به نوع آنها و فرآيندي كه اتصال در آن صورت مي گيرد، با نگرش‌هاي متفاوتي مي‌توان طبقه بندي كرد. يكي از انواع جوش‌ها، جوشكاري TLP (فاز مايع گذرا) است كه خود به نوعي تركيبي از لحيم كاري و جوشكاري نفوذي به شمار مي‌رود. روش فاز مايع گذرا (TLP) در سالهاي 1960 براي اولين بار به كار گرفته شد كه در دهه هاي اخير كابرد هاي آن توسعه يافته است. در اين روش جوشكاري، با استفاده از يك لايه واسط در ميان دو فلز پايه، مي‌توان مواد غير هم جنس و يا هم جنس را به يكديگر متصل كرد. اين روش جوشكاري به دليل محدوديت كم در ابعاد، يكنواخت بودن سطح جوشكاري شده و داشتن خواصي تا 90 درصد مشابه خواص فلزپايه، بسيار موردتوجه قرارگرفته است. از نكات مثبت ديگر اين روش، قابليت اتصال باكيفيت كامپوزيت‌هاي پايه فلزي به است. با توجه به نياز صنعت به فرايند اتصال مناسب براي ساخت ورق‌هاي چند لايه، سعي شد تا در اين پژوهش از ورق هاي پركاربرد صنعتي كه در پژوهش هاي پيشين سابقه امكان اتصال آنها نيز بررسي شده است، استفاده شود. بدين منظور، فولاد زنگ نزن 304 كه ورقي پركابرد در صنايع مختلف چون خودرو سازي است و ورق آلياژ منيزيم Az31 به عنوان سبك ترين فلز صنعتي انتخاب شدند. به دليل كاربرد بالاي نمودار خد شكلدهي (FLD ) در مطالعه شكل پذيري ورقهاي فلزي و طراحي قالب، بخشي از تمركز اين پژوهش براي به دست آوردن اين نمودار براي ورق سه لايه فولاد- منيزيم قرار گرفت. ورق سه لايه فولاد-منيزيم با استفاده از اتصال فاز مايع گذرا ساخته شد و نمونه‌ها با توجه به آزمون ناكازيما به ابعاد استاندارد در آمدند و پس از انجام آزمون ناكازيما، با اندازه گيري كرنش‌هاي سطحي، نمودار تجربي حد شكل‌دهي ورق سه لايه فولاد-منيزيم به دست آمد كه مقايسه آن با نمودار حد شكل‌دهي ورق منيزيم و فولاد نشان داد كه رفتار شكل پذيري ورق سه لايه با اندكي تسامح بينابين ورق منيزيم و فولاد قرار دارد؛ به‌عبارت‌ديگر ورق سه لايه فولاد- منيزيم با داشتن منيزيم به‌عنوان يك فلز سبك، نسبت استحكام به وزن را در مقايسه با ورق تك لايه فولادي حدود 50 درصد افزايش داد و از طرفي با استفاده از ويژگي‌هاي ورق فولادي، شكل پذيري نيز كمتر از 50 درصد نسبت به ورق تك لايه منيزيم افزايش‌يافته است. همچنين براي بررسي بيشتر كيفيت اتصال و تاثير پارامتر دما در آن، قطعه هاي نمونه اي در دو دماي 420 و 470 درجه سانتي گراد آماده شدند و با ميكروسكوپ الكتروني روبشي، سطح اتصال آنها مورد مطالعه قرار گرفت. در اين مورد نيز به دليل تشكيل فاز هاي يوتكتيكي در محل اتصال در دماي 470 درجه، اتصال كاملتري مشاهده شد كه بررسي سختي ورق ها نيز مؤيد اين نتيجه بود.

195744

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر رامين هاشمي

مهندسي مكانيك طراحي كاربردي

دكترحبيب الله اكبري