فهرست مطالب

مجله علوم و فناوری جوشکاری ایران
پیاپی 1 (پاییز و زمستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/11/28
  • تعداد عناوین: 7
|
  • تعیین شرایط بهینه جوشکاری
  • تعیین شرایط بهینه جوشکاری پرتوهای پرانرژی برای دست یابی به خواص مغناطیسی و مکانیکی مطلوب به صورت هم زمان
    حسین مستعان *، مرتضی شمعانیان اصفهانی، مهدی صفری صفحات 1-12
    آلیاژهای مغناطیسی FeCo-V به علت خواص مغناطیسی و مکانیکی عالی، از مهمترین آلیاژهای مغناطیسی مورد استفاده در موتورهای دوار با سرعت چرخش بالا محسوب می شوند. جوشکاری این دسته از آلیاژها با چالش بزرگی روبرو است چرا که در اثر حرارت ناشی از جوشکاری استحاله های فازی مختلف به شدت خواص مکانیکی و مغناطیسی اتصالات را تحت تاثیر قرار می دهد. در این پژوهش فویل هایFeCo-V به وسیله فرایندهای جوشکاری توسط پرتوهای لیزر و الکترونی به یکدیگر جوش داده شد. در ادامه، پس از توسعه روابط ریاضی بر اساس روش رویه پاسخ محدوده تغییرات پارامترهای هر دو فرایند به گونه ای مشخص گردید که هر یک از اتصالات دارای بیشینه انرژی تولیدی ممکن بوده و در عین حال از استحکام مکانیکی مطلوبی برخوردار باشد.
    کلیدواژگان: آلیاژهای FeCo، V، جوشکاری توسط پرتوهای پرانرژی، خواص مغناطیسی، خواص مکانیکی، بهینه سازی
  • بررسی تاثیر حرارت ورودی بر رفت
  • مهندس مسعود سبزی، صادق معینی فر، ابراهیم نجفی بیرگانی صفحات 13-23
    در این پژوهش تاثیر حرارت ورودی فرآیند SMAW بر رفتار خوردگی اتصالات جوش فولاد هادفیلد مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا 4 عدد ورق آنیل شده به ضخامت mm 25 از فولاد هادفیلد تهیه شده و سپس برای جوشکاری از فرآیند SMAW با مقادیر حرارت ورودی 75/6 و kJ/mm 25/11 استفاده شد. برای بررسی رفتار خوردگی مناطق فلز جوش و فلز پایه از روش های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول NaCl 5/3% استفاده گردید. نتایج آزمایش های خوردگی نشان داد که با افزایش حرارت ورودی در فرآیند SMAW، مقاومت خوردگی در فلز جوش کاهش یافته است. همچنین مشخص شد که در هر دو مقدار حرارت ورودی، فلز پایه نسبت به فلز جوش مقاومت خوردگی بیشتری دارد.
    کلیدواژگان: فولاد هادفیلد، رفتار خوردگی، اتصالات جوش، حرارت ورودی، فرآیند SMAW
  • بهزاد صادقیان*، مسعود عطاپور، ابوذر طاهری زاده صفحات 24-37
    اتصالات فولادها به آلیاژهای آلومینیوم امروزه به منظور کاهش مصرف سوخت و سهولت حمل ونقل بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. این اتصالات از صنایع هسته ای، هوافضا و دریایی تا صنایع خودرو و آشپزخانه استفاده می شوند. از آن جا که در تحقیقات پیشین جوشکاری های ذوبی روش های مناسبی برای این اتصالات گزارش نشده اند. ازاین رو، گرایش به سمت استفاده از روش های حالت جامد از جمله جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی افزایش یافته است. با این حال، استفاده از این روش نیاز به شناخت کافی از نحوه سیلان دو ماده، تغییرات دمایی و همچنین پیش بینی مورفولوژی اتصال دارد. در این تحقیق با استفاده از روش المان محدود مدلی حرارتی از توزیع دما ساخته شده و نتایج آن بصورت حل پیوسته با حل دینامیک سیالات محاسباتی استفاده گردید. درنتیجه سرعت سیلان ماده، نرخ کرنش و گرانروی دینامیکی در هر نقطه بدست آمد. بعلاوه، مورفولوژی اتصال با استفاده از روش سطح تراز پیش بینی گردید. نشان داده شد که سیلان مواد به شدت به دما و نرخ کرنش وابسته است. از این رو سرعت چرخشی تاثیر بسزایی در سیلان ماده دارد. بعلاوه آفست به سمت آلومینیوم خواص مورفولوژی بهتری را در منطقه اغتشاش ایجاد می نماید.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، اتصال غیرمشابه، سیلان پلاستیک، مورفولوژی اتصال
  • مهدی صفری*، حسین مستعان صفحات 38-49
    جوش پذیری فولادهای پرکربن با توجه به درصد بالای کربن در آنها و احتمال تشکیل ساختار مارتنزیت در منطقه جوش بسیار ضعیف می باشد. در این پژوهش، جوشکاری نقطه ای مقاومتی فولاد پر کربن یوتکتوئیدی 1075 از جنبه های مختلف به صورت تجربی و شبیه سازی عددی مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد. اثر جریان جوشکاری به عنوان یکی از مهمترین پارامترهای اثرگذار در فرآیند جوشکاری نقطه ای مقاومتی بر مود شکست و خواص مکانیکی و ابعاد دکمه جوش با آزمایش های تجربی و شبیه سازی های عددی تحلیل می شود. نتایج نشان می دهند که با افزایش جریان جوشکاری، اندازه دکمه جوش افزایش یافته و متناسب با آن مود شکست از حالت فصل مشترکی به محیطی تغییر پیدا می کند.
    کلیدواژگان: جوشکاری نقطه ای مقاومتی، فولادهای پر کربن، شبیه سازی عددی، مود شکست، خواص مکانیکی
  • محمد اهل سرمدی*، مرتضی شمعانیان، حسین ادریس، امیر بهجت، محمدعلی مهتدی بناب، جرزی اسپونار صفحات 50-63
    در این تحقیق به بررسی ریز ساختاری و خواص مکانیکی جوش فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی UNS S32750 پرداخته شد. بدین منظور از روش قوسی تنگستن گاز و فلز پرکننده AWS ER2594 به قطر 4/2 میلی متر استفاده شد.به منظور بررسی ریزساختار از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی مجهز به پراش الکترون برگشتی استفاده شد. خواص مکانیکی توسط آزمون های ریز سختی و کشش بررسی شد.
    بررسی های ریزساختاری مشخص کرد که فلز پایه حاوی دانه های کشیده شده آستنیت در زمینه فریت است. فلز جوش دارای ساختار ریختگی می باشد که آستنیت به صورت دندریتی در زمینه فریت قرار گرفته است.همچنین مشاهده شد در اثر جوشکاری درصد حجمی فریت منطقه ذوب پس از جوشکاری از 60(درصد فریت فلز پایه) به حدود 50 درصد کاهش یافته است، که علت آن پایین بودن نرخ سرد شدن به دلیل بالا بودن میزان حرارت ورودی در روش جوشکاری قوسی تنگستن گاز می باشد. آزمون ریز سختی بر روی نمونه ها که به روش ویکرز انجام شد نشان داد که متوسط سختی فلز پایه در حدود 285 ویکرز است؛ در صورتی که سختی در منطقه ذوب نمونه های جوشکاری شده به علت افزایش درصد آستنیت تا 250 ویکرز کاهش یافت. این در حالی که میزان سختی منطقه متاثر از حرارت به دلیل کاهش درصد حجمی آستنیت و نفوذ ترکیباتی همچون کاربید کروم در فاز فریت تا 340 ویکرز افزایش نشان داد. نتایج حاصل از آزمون کشش مشخص کرد که در اثر افزایش حرارت ورودی استحکام کششی کاهش یافته است، که این موضوع به علت افزایش اندازه دانه ها در اثر افزایش حرارت ورودی است.
    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن سوپر دو فازی، جوشکاری قوسی الکترود تنگستنی با گاز محافظ، ریز ساختار، خواص مکانیکی
  • مسعود مصلایی پور، فرزانه دهقان طالبی*، سید صادق قاسمی، علیرضا مشرقی صفحات 64-75
    سلولز بیوپلیمری طبیعی با فرمول شیمیایی عمومی (C6H10O5)n می باشد که بر اساس استاندارد AWS A5.5، بیش از wt%40 پوشش الکترودهای سلولزی را تشکیل می دهد. در این پژوهش برای بررسی اثر نوع سلولز برکارایی الکترود سلولزی E8010-P1،با استفاده از مقادیر یکسان از دو سلولز مشابه(تولیدی توسط شرکت های مختلف)،دو دسته الکترود E8010-P1ساخته شد. بررسی ها مبین تفاوت چشمگیر خصوصیات ساختاری ومکانیکی فلزجوش راسب شده از این دو دسته الکترود بود. مطالعات FTIR، DTA و XRD سلولزهای دریافتی نشان داد که علی رغم یکسان بودن برند تجاری این سلولزها، خصوصیات آن ها از قبیل نوع پیوندها، رفتار حرارتی و کریستالیته، با هم متفاوت می باشد که موجب تغییرات عمق نفوذ و استحکام کششی فلزجوش به ترتیب در حدود 2±25% و 2±5% می شود.
    کلیدواژگان: E8010، P1، سلولز، عمق نفوذ، ریزساختار، FTIR، XRD، DTA
  • امین رضایی، اسلام رنجبرنوده*، مهدی ایرانمنش صفحات 76-90
    در صنایع سنگین از انواع جوش ذوبی برای اتصال استفاده می شود. اما اعوجاج های جوشی، گاهی سبب بروزمشکلاتی مثل جفت نشدن قطعات روی یکدیگر در حین عملیات مونتاژ می شوند که این امر موجب افزایش هزینه تولید برای بر طرف کردن عیب می شود. از این رو لازم است تا برای بهبود کیفیت قطعه و همچنین کاهش هزینه ها، اعوجاج ناشی از جوش پیش بینی شده و کاهش یابد. در این مطالعه در ابتدا روش تغییر شکل ذاتی برای پیش بینی اعوجاج در سازه های بزرگ معرفی می گردد. در ادامه یک پانل نسبتا بزرگ، در نرم افزار المان محدود انسیس شبیه سازیو اعوجاج آن اندازه گیری می شود. صحت پاسخ ها با نمونه تجربی سنجیده شده. سپس یک توالی جوشکاری بهینه برای ایجاد کمترین مقدار اعوجاج ارائه می گردد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی المان محدود، تغییر شکل ذاتی، توالی جوشکاری، المان پوسته ای، المان توپر
|
  • Determination of Optimized High Energy Beams Welding Conditions in Order to Simultaneous Obtaining of Desirable Magnetic and Mechanical Properties
    Dr H. Mostan*, Dr M. Shamanian, Dr M. Safari Pages 1-12
    FeCo-V alloys are one of the most important groups of magnetic material which currently used in high speed engines due to their excellent magnetic and mechanical properties. Welding of these alloys is a great challenge since various phase transformation result in significant changes in magnetic and mechanical properties. In this research ultra-thin FeCo-V magnetic foils were welded using laser and electron beam welding processes. After development of mathematical models, working limits of process parameters were chosen to obtain welded joints which have simultaneously appropriate maximum energy product and mechanical strength.
    Keywords: FeCo, V alloys, High energy beams welding, Magnetic properties, Mechanical properties, Optimization
  • M. Sabzi, S. Moeni Far, E. Najafi Birgani Pages 13-23
    In this investigation, the effect of heat input of SMAW process on the corrosion behavior of Hadfield steel weld joints was investigated. For this purpose, 4 annealed sheets with thickness 25 mm prepared from Hadfield steel and then welding applied by SMAW process with 6.75 and 11.25 kJ/mm heat input values. For corrosion behavior evaluation of base metal and weld metal areas, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy methods were used in the 3.5% NaCl solution. The result of corrosion tests indicated that by increasing the heat input in the SMAW process, the corrosion resistance in the weld metal were reduced. It was also found that in both heat input values, base metal had more corrosion resistance compared to weld metal.
    Keywords: Hadfield steel, corrosion behavior, weld joints, heat input, SMAW process
  • B. Sadeghian *, M. Atapour, A. Taherizadeh Pages 24-37
    Today, steel to aluminum joints are used to facilitate transportation and fuel consumption. These joints are applied from nuclear, aerospace and naval to automobile and kitchen industries. According to previous studies fusion welding processes are not suitable methods for these joints, solid-state welding, especially friction stir welding, is a proper way to use for these joints. However, using this method for these two metals needs adequate prediction of temperature distribution and material flow to obtain enhanced joints. In this study, a finite element method is used to predict the temperature distribution. In addition, a computational fluid dynamics solution is coupled with the thermal solution. Therefore, the flow rate, strain rate and dynamic viscosity is obtained. Also, the joint morphology is predicted using the Level Set method. It is shown the material flow depends on flow rate, strain rate and dynamic viscosity and is intensively function of rotational speed. Additionally, offset to the aluminum side improves the morphology of the stir zone.
    Keywords: Simulation, Friction stir welding, Dissimilar joint, Material Plastic flow, Morphology
  • Dr M. Safari *, Dr H. Mostaan Pages 38-49
    Weldability of high carbon steels due to the high percentage of carbon and consequently formation of martensitic structure is very poor. In this research, resistance spot welding of eutectoid high carbon steel 1075 is experimentally and numerically investigated from various points of view. The effect of welding current as one of the most effective parameters on failure mode, mechanical properties and nugget size diameter in resistance spot welding is analyzed with experimental tests and numerical simulations. The results show that with increase of welding current, the diameter of nugget size is increased and consequently the failure mode changes from interfacial mode to pull out mode.
    Keywords: Resistance spot welding, High carbon steels, Numerical simulation, Failure mode, Mechanical properties
  • M. Ahl Sarmadi*, M. Shamanian, H. Edris, A. Behjat, M.A. Mohtadi Bonab, J. Szpunar Pages 50-63
    In this study the microstructure and mechanical properties of super duplex stainless steel UNS S32750 welding was studied. For this purpose, the method of gas tungsten arc and filler metal AWS ER2594 with a diameter of 4.2 mm was used. In order to investigate the microstructure light microscopy and electron microscopy equipped with backscatter electron diffraction were used. Mechanical properties were studied by hardness and tensile tests. Weld metal had Cast structure with austenite in the dendrite form located in ferrite matrix. It was also observed in the melting zone after welding, the ferrite volume fraction decreased to 50 percent 60% base metal ferrite) ,Due to the low cooling rates and high heat input method in the gas tungsten arc welding. Vickers micro-hardness test method was carried out on the samples showed that average about 285 Vickers hardness of base metal; however, hardness in the fusion region due to increased austenite fraction fell to 250 Vickers. But hardness in the heat-affected zone due to lower volume fraction of austenite and ferrite phase formation of chromium carbide intermetalic compounds increased to 340 Vickers. The results of the tensile test showed that the tensile strength decreased with increasing heat input, because of increase the size of grains due to the increased heat input.
    Keywords: super duplex stainless steel, tungsten electrode arc welding with shielding gas, microstructure, mechanical properties
  • M. Mosallaee, F. Dehghantalebi *, S. Ghasemi, A. Mashreghee Pages 64-75
    Cellulose is a natural biopolymer with the general (C6H10O5)n formula, which according to AWS A5.5 standard, more than 40wt% of coating of cellulosic electrodes is consisted of cellulose. In this study to evaluate the effect of cellulose type on the performance of E8010-P1 cellulosic electrode, equal amounts of two celluloses with the same commercial properties but produced by two different companies, were used for production of two E8010-P1 electrodes.Experimental studies illustrate significant difference between structural and mechanical properties of deposited weld metals from these electrodes. FTIR, DTA and XRD testes of as-received celluloses show despite the same brandforthese celluloses, their properties such as bonds types,thermal behavior and crystallinity are different that cause variation ofweld metal penetrate and tensile strength around 25±2% and 5±2%respectively.
    Keywords: E8010, P1, cellulose, weld penetration, microstructure, FTIR, XRD, DTA
  • A. Rezaei, E. Ranjbarnodeh *, M. Iranmanesh Pages 76-90
    Fusion welding is widely used in heavy industries to join different parts together. But sometimes welding-induced distortions cause problems like misalignment during assembling and make costs to remove them. Thus it is imperative to predict and mitigate them to improve weldments quality and also reduce in fabrication costs. This study at first will introduce inherent deformation method for prediction of welding-induced distortion. In following a relatively large panel will be simulated by finite element software ANSYS and its distortion will be calculated. The results will be compared by experimental measurement. Afterward this investigation will present an efficient welding sequence which produce minimal distortion.
    Keywords: FEM simulation, inherent deformation, solid element, shell element