برای دفن پس ماندهای هسته ای تولید شده در رآکتورهای هسته ای از مخزن های مسی جدار ضخیم و با مقاومت بالا در برابر خوردگی استفاده می کنند. در سال های اخیر برای بهبود خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی مخزن های مسی از روش جوش کاری اصطکاکی تلاطمی استفاده شده است. پیش از این برای جوش کاری این مخازن از روش جوش کاری با باریکه ی الکترونی استفاده می شد. جوش کاری اصطکاکی تلاطمی به دلیل این که در حالت جامد انجام می شود تنش پس ماند کم تری در فلز ایجاد می کند و در نتیجه مقاومت در برابر خوردگی فلز نسبت به دیگر روش های جوش کاری که در حالت مذاب صورت می گیرند، بهبود می یابد. در این مقاله برای دست یابی به سرعت چرخشی بهینه در جوش-کاری اصطکاکی تلاطمی، ورق های مسی به ضخامت mm 4 با سرعت خطی ثابت 25 میلی متر بر دقیقه به روش جوش کاری اصطکاکی تلاطمی جوش کاری شدند. توزیع دمایی اندازه گیری شده در منطقه ی جوش حاکی از افزایش شدید دما با افزایش سرعت چرخشی از 900 به1200 دور بر دقیقه بود. تجزیه و تحلیل تصویرهای فلزنگاری نشان داد که افزایش سرعت چرخشی باعث افزایش اندازه ی دانه ی فلز مس در منطقه-ی مرکزی جوش می شود. در بررسی های مربوط به خواص مکانیکی نمونه ها مشاهده شد که سختی بیشینه در سرعت چرخشی 900 دور بر دقیقه به دست می آید. هم چنین استحکام بیشینه و درصد ازدیاد کمینه ی طول نیز در این سرعت چرخشی حاصل می شود.

هدف از این تحقیق، بررسی تاثیر ترکیبات بین فلزی بر استحکام جوش های اصطکاکی تلاطمی نقطه ای آلومینیم- فولاد بوده است. متغیرهای فرایند، سرعت چرخشی و زمان ماند ابزار بودند. بررسی های ریزساختاری فصل مشترک اتصال توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی انجام پذیرفت. نتایج آزمون کشش-برش نشان داد که در تمامی سرعت های چرخشی مورد استفاده، استحکام اتصالات با افزایش زمان ماند، افزایش می یابد. علاوه بر این، در زمان های ماند مشابه، سرعت های چرخشی بالاتر منجر به دست یابی به اتصالات مستحکم تری گردید. مشاهدات ریزساختاری فصل مشترک اتصال، نشان داد که رشد ضخامت لایه بین فلزی تا 5 میکرومتر منجر به افزایش استحکام جوشها می گردد.

توسعه تحقیقات بر روی اتصالات سبک آلومینیومی، یکی از راه کارهای موثر در کاهش مصرف سوخت، افزایش استحکام و توسعه شکل فلزی آلیاژ آلومینیوم 7075 با استفاده از فرایند جوش کاری T سازههای هوایی است. در این تحقیق امکانسنجی اتصال اصطکاکی اغتشاشی مورد مطالعه قرار گرفت. به همین منظور، اتصال آلومینیوم 7075 با افست، عمق نفوذ، سرعتهای خطی و سرعت های دورانی مختلف ابزار مورد بررسی قرار گرفت. بهمنظور درک بهتر تولید و توزیع حرارت، فرایند جوش کاری با استفاده از 1 در / نرم افزار تجاری فلوئنت شبیهسازی شد. با توجه به پارامترهای انتخاب شده در این فرایند مستحکم ترین اتصال در افست 5 0، زاویه انحراف 2 درجه و سرعت دورانی 1325 دور بر دقیقه و سرعت خطی 69 میلی متر بر دقیقه / سمت پیشرو، عمق نفوذ 4 شکل آلومینیوم قرار داشت. عمده عیوب داخلی ایجاد T بدست آمد. محل شکست تمامی نمونه های تست کشش، در سمت زائده شده در درون اتصالات عیب تونلی بود که با افزایش حرارت ورودی و سرعت خنک شوندگی همزمان به منطقه اتصال، از بین رفتند. بیشینه استحکام تولید شده در این آزمایش ها 181 مگاپاسکال بود که نزدیک به 80 درصد فلز پایه آلومینیومی استحکام داشت. ازدیاد طول این اتصال پس از تست کشش نزدیک به 11 میلی متر بود.

آلیاژ های آلومینیوم هوا و فضا قابلیت جوش کاری پایینی را در روش های جوش کاری معمول ذوبی نشان می دهند. پیشرفت جوش کاری اصطکاکی اغتشاشی یک روش بهبود یافته دیگر برای جوش کاری اتصالات آلومینیومی فراهم کرده است. در تحقیق حاضر تاثیر پارامترهای فرآیند و ابزار بر روی خواص مکانیکی اتصالات آلیاژ آلومینیوم 7075-T6 که به روش جوش کاری اصطکاکی اغتشاشی تولید شده اند، مورد بررسی قرار گرفته است. اتصالات با تغییر دادن پارامتر های فرآیند و پارامترهای ابزار، تولید شده است. خواص مکانیکی اتصالات اندازه گیری شده و با ریز ساختار و سختی منطقه اغتشاش ارتباط داده شده است. نتیجه بدست آمده از این تحقیق نشان می دهد که اتصالات تولید شده در سرعت دورانی 1400 دور در دقیقه و سرعت جوش کاری 60 میلیمتر در دقیقه با استفاده از ابزاری با قطر شانه 15 میلیمتر، قطر پین 5 میلیمتر، سختی ابزار 45 راکولC ، خواص مکانیکی بالاتری بدست می دهد.

در این مطالعه از روش المان محدود به منظور تحلیل رفتار ترمو مکانیکی در جوش کاری لب به لب ورق ها به روش زیرپودری استفاده می شود. به منظور بررسی اثر پارامترهای جوش کاری، بر بزرگی راندمان پروسه جوش کاری زیرپودری، تغییرشکل های بدست آمده از شبیه سازی المان محدود جوش کاری با نتایج حاصل از بررسی های تجربی مقایسه خواهد گردید. با کالیبراسیون مدل المان محدود با استفاده از نتایج بررسی های تجربی، بزرگی راندمان جوش کاری در هر نمونه آزمایش بدست می آید. بر مبنای این تحقیق، روال لازم برای مدل سازی المان محدود به منظور بررسی تاثیر ولتاژ، شدت جریان و سرعت جوش کاری بر جوش کاری زیرپودری با دقت قابل قبول توسعه داده می شود. تغییرشکل های زاویه ای در ورقی با ضخامت 12 میلیمتر از جنس فولاد کربنی مطالعه خواهند شد. بعد از بررسی نتایج با استفاده از تحلیل های آماری مشخص می گردد، ولتاژ و سرعت جوش کاری اثر محسوسی بر روی راندمان جوش کاری زیرپودری نداشته و تنها با افزایش شدت جریان مقدار راندمان افزایش می یابد.

هدف از این تحقیق، بررسی تاثیر متغیرهای سرعت چرخشی و زمان ماند بر استحکام اتصالات غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیم 5083-Al و فولاد 12-Stمی باشد که با فرآیند جوشکاری اصطکاکی تلاطمی نقطه ای و بدون ورود پین به ورق فولادی (ورق پایینی) به یکدیگر متصل شده اند. سرعت های چرخشی، 900 و 1100 دور بر دقیقه و زمان های ماند، 5 الی 15 ثانیه بودند. نتایج نشان داد که استحکام اتصالات با افزایش زمان ماند ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. علاوه بر این، استفاده از سرعت چرخشی 900 دور بر دقیقه اتصالات مستحکم تری را نسبت به سرعت 1100 دور بر دقیقه به همراه داشت.

1در این پژوهش، اثر متغیرهای فرایند جوشکاری اصطکاکی تلاطمی (سرعت انتقالی ابزار در بازه 50 تا 150 میلی متر بر دقیقه و سرعت چرخشی ابزار در بازه 300 تا 1100 دور بر دقیقه) بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلومینیوم AA5052 به پلی پروپیلن PP-Z30S مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری با میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی نشان داد ایجاد اتصال با تشکیل قفل های مکانیکی به شکل قطعات لنگر مانندی از جنس آلومینیوم همراه است. به علاوه مشاهده شد که کاهش حرارت ورودی (با افزایش سرعت خطی و یا کاهش سرعت چرخشی ابزار) موجب افزایش اندازه این لنگرها می شود. نتایج آزمون کشش-برش نشان داد که افزایش سرعت انتقالی ابزار از 50 به 100 میلی متر بر دقیقه با افزایش اندازه لنگرها موجب افزایش نیروی شکست (حدود %10) می شود. اگرچه، افزایش بیشتر سرعت چرخشی، بدلیل ایجاد عیوب و حفرات در فصل مشترک اتصال، نیروی شکست را کاهش داد (از 235 به 181 نیوتن). افزایش سرعت چرخشی از 300 تا 900 دور بر دقیقه نیز با ایجاد لنگرهای عمود بر سطح پلیمر و با عمق نفوذ بیشتر، موجب افزایش استحکام اتصال (تا حدود %70) شد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

اتصال آلیاژ آلومینیوم 5083 و آلیاژ منیزیم 31 AZ به دو روش جوشکاری نفوذی و جوشکاری همزن اصطکاکی (FSW) انجام شد. برای نمونه FSW از سرعت چرخش rpm400 و سرعت حرکت خطی mm/min50 استفاده شد. دمای اندازه گیری شده در این نمونه تا بیشینه ° C435 در اطراف سمت پیشرونده ابزار افزایش یافت. چرخه دمایی نمونه FSW نشانگر یک ترازشدگی در دمای حدود ° C430 بود که در حدود 8 ثانیه ادامه دارد. وجود این ترازشدگی دمایی، مبین آن است که با عبور پین از روی هر دماسنج، دما در آن دماسنج، ثابت باقی می ماند. این موضوع می تواند مبین آن باشد که احتمالا یک واکنش یوتکتیک اتفاق افتاده و همین موضوع سبب ثابت ماندن دما درلحظه عبور پین از روی دماسنج شده است. جوشکاری نفوذی در بیشینه دمایی که در هنگام FSW تجربه می شود (° C435) و مدت زمان اتصال دهی 60 دقیقه انجام شد. جوش دارای یک شکل نامتعارف در مرکز جوش اتصال نفوذی بود که سختی متفاوتی نسبت به دو فلز پایه از خود نشان داد. ناحیه دارای شکل نامتعارف در جوش نفوذی و فصل مشترک Mg و Alدر جوش همزن اصطکاکی، هردو حاوی حجم زیادی از ترکیبات بین فلزی Al12Mg17 بوده و سختی کاملا بالاتری در مرکز جوش از خود نشان دادند. در تحقیق حاضر این نظریه مطرح شده که ذوب قانونمند و نفوذ در حالت جامد در فصل مشترک، باعث تشکیل ترکیب بین فلزی Al12Mg17 به ترتیب در مرکز جوش نفوذی و جوش همزن اصطکاکی شده است و همین امر باعث افزایش سختی در ناحیه جوش گشته است.