جوشكاري همزن اصطكاكي غيرمشابه آلياژ برنج ادميرال به آلياژ كوپرونيكل 10/90 و ارزيابي خواص اتصال

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

در اين مطالعه از فرايند جوشكاري همزن اصطكاكي (FSW) براي اتصال لوله برنج ادميرال به ورق-‌لوله كوپرونيكل 10/90 استفاده شد. تاثير پارامترهاي موقعيت قرارگيري آلياژها، عمق فرورفتن، سرعت چرخش، سرعت پيشروي و شكل و طول پين ابزار بر سيلان مواد، تشكيل عيوب سطحي و داخلي و ريزساختار با تشكيل يك پنجره فرايند بررسي شد. مشخصه‌يابي اتصالات با استفاده از بازرسي‌هاي چشمي، ميكروسكوپ نوري (OM)، ميكروسكوپ الكترون روبشي گسيل ميداني (FESEM)، آزمون كشش دما بالا، آزمون پانچ برشي (SPT) و ريزسختي انجام شد. اتصال غيرمشابه دو آلياژ با قرارگرفتن آلياژ كوپرونيكل در سمت پيشروي به دليل استحكام بالاتر نسبت به آلياژ برنج ادميرال در دماي بالا، برقرار شد. بررسي‌هاي ماكروسكوپي سطح مقطع تمام اتصالاتي كه در پنجره فرايند داراي سطح جوش عاري از عيب مي‌باشند، نشان داد كه سيلان مواد در اتصالات به دليل گرماي ورودي كم به شكل خط "s" است. در اكثر نمونه‌هاي جوشكاري شده به دليل عدم تعادل در سيلان مواد غيرمشابه تحت پارامترهاي نامناسب، عيب تونلي در سمت پيشروي تشكيل شد. بررسي‌هاي ريزساختاري نشان داد كه ناحيه تحت تاثير حرارت در اتصالات به دليل هدايت حرارتي بالاي آلياژها و گرماي ورودي كم ايجاد نشده است. با افزايش سرعت حركت ابزار در نمونه‌ها با ابزار پين نيمه مخروطي ته‌گرد، به دليل كاهش گرماي ورودي و افزايش نرخ كرنش اندازه دانه‌ها در نواحي اغتشاشي و ترمومكانيكي در هر دو سمت برنج ادميرال و كوپرونيكل 10/90 كاهش يافته است. ناحيه‌هاي اغتشاشي و ترمومكانيكي در سمت برنج ادميرال در سرعت‌هاي پيشروي 20 و 40 ميلي‌متر بردقيقه براي هر سه ابزار، به دليل رشد دانه و واكنش‌هاي استاتيكي، همپوشاني شدند، كه منجربه افت سختي ناحيه اغتشاشي اين دو پارامتر نسبت به ناحيه اغتشاشي در سرعت پيشروي 80 ميلي‌متر بر دقيقه شد. سيلان مناسب و عدم حضور عيب تونلي در نمونه جوشكاري شده تحت پارامترهاي پين نيمه مخروطي ته‌گرد، عمق فرورفتن، سرعت چرخش و سرعت پيشروي ابزار به ترتيب 1/0، 2800 دوربر دقيقه و 20 ميلي‌متر بردقيقه مشاهده شد. به‌طور كلي نتايج اين تحقيق نشان داد كه با استفاده از پارامترهاي بهينه به دست آمده مي‌توان به يك اتصال با كيفيت در جوشكاري لوله به ورق-لوله در مبدل‌هاي حرارتي با روش جوشكاري همزن اصطكاكي رسيد.

222640

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان