به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • حجت ثمری خلج، علی نیک بخت*، مجتبی صدیقی
    در این مقاله به بررسی عددی و تجربی بیشینه استحکام برشی اتصال در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلومینیوم 7075 در حالت لبه روی هم در حضور نانو ذرات سیلیکون کارباید (SiC) در ناحیه اتصال پرداخته شده و نتایج با جوشکاری بدون حضور نانو ذرات مقایسه شده است. بدین منظور پارامترهای تاثیرگذار در استحکام برشی اتصال شامل سرعت خطی و دورانی ابزار، شکل پین ابزار (مربعی و رزوه مخروطی)، عمق فرورفتگی و زاویه انحراف ابزار مطالعه شده اند. آزمایشات تجربی با استفاده از علم آمار استنباطی به روش تاگوچی طراحی و یک مدل المان محدود سه بعدی نیز با بکارگیری دو نرم افزار دفرم و آباکوس به صورت متوالی توسعه داده شده که نتایج حاصل از آن با آزمایش های تجربی اعتبارسنجی شده است. اعتبارسنجی مدل عددی نشان می دهد که نتایج مدل عددی دارای تطابق مناسبی برای تخمین و پیش بینی رفتار فرآیند مذکور می باشد. بررسی نتایج نشان می دهد که حضور نانو ذرات SiC باعث افزایش استحکام برشی اتصال جوشکاری شده حداکثر تا 24 درصد نسبت به جوشکاری بدون این ذرات می شود. استفاده از ابزار با پین رزوه مخروطی باعث افزایش استحکام 4 الی 5 درصدی در عدم حضور ذرات تقویت کننده و 4 الی 5/7 درصدی در حضور نانوذرات نسبت به ابزار با پین مربعی شده است. موثرترین پارامتر بر استحکام برشی قطعه جوشکاری شده، سرعت دورانی ابزار می باشد. همچنین زاویه انحراف ابزار تاثیر اندکی بر استحکام قطعه دارد.
    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, آلومینیوم 7075, شبیه سازی المان محدود, نانو ذرات سیلیکون کارباید, روش تاگوچی}
    Hojjat Samarikhalaj, Ali Nikbakht *, Mojtaba Sadighi
    In this paper, the effect of including SiC nanoparticles in the weld zone on the maximum shear strength of friction stir lap welded 7075 aluminum alloy is investigated, both experimentally and numerically. This objective is carried out by studying the effects of rotational and transverse speeds, tilt angle, the shape of the tool and the penetration depth. The numerical investigation is based on developing an FE model by means of Deform and ABAQUS to simulate the welding procedure, which results are verified by the experimental findings. Experimental procedure is designed based on Taguchi method. The verification of the developed FE model shows that the simulation results are in proper agreement with the experimental findings. In general, including SiC nanoparticles in the weld zone can increase the maximum shear strength up to 24%, compared to the case of where the specimens are welded without SiC. Furthermore, applying the threaded tapered tool leads to higher shear strength in comparison with the squared shape tool, i.e., the strength of the specimens welded by threaded tapered tool are 4 to 5% higher without SiC inclusion and 4 to 7.5% higher with SiC, compared to the same case welded by squared tool. In addition, while the rotational speed has the highest influence on the findings, the tilt angle does not affect the results that much.
    Keywords: Friction Stir Welding, 7075 Aluminum Alloy, Finite Element Modeling, Sic Nanoparticles, Taguchi Method}
  • سروش سلطانی، موسی ساجد، شاهین مصطفی زاده

    ساخت افزودنی مجموعه ای از فرایندهای نوین تولید است که با رویکردی متفاوت در تولید محصولات، انقلابی را در روش های تولید ایجاد نموده است. استفاده از این روش ها محدودیت های پیش روی طراحان را که هنگام استفاده از روش های سنتی تولید ایجاد می شود تا حدود زیادی مرتفع ساخته است. با توجه به اینکه منبع مناسبی به زبان فارسی در حوزه ساخت افزودنی اصطکاکی اغتشاشی وجود ندارد، در مقاله حاضر یافته های جدید در حوزه ساخت افزودنی اصطکاکی اغتشاشی برای استفاده در تولید افزودنی فلزات، آلیاژها و کامپوزیت های زمینه فلزی، مورد بررسی قرار گرفته و خلاصه شده است. فرایند ساخت افزودنی اصطکاکی اغتشاشی یک فرایند حالت جامد است که در آن ساختارهایی کاملا متراکم و همگن با بهبود قابل توجه ریزساختاری تشکیل می شود که عاری از هرگونه نقص ذوب و انجماد مجدد مانند حفره های کوچک انقباضی، تخلخل ها و ترک است. در ادامه مقاله ابتدا جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به عنوان فرایند پایه توضیح داده خواهد شد. سپس دو روش اصلی ساخت افزودنی مبتنی بر آن شامل ساخت افزودنی اصطکاکی اغتشاشی و لایه نشانی اصطکاکی اغتشاشی مورد بحث قرار خواهد گرفت.

    کلید واژگان: ساخت افزودنی, جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, ساخت افزودنی اصطکاکی اغتشاشی, لایهن شانی اصطکاکی اغتشاشی}
    Soroush Soltani, Moosa Sajed, Shahin Mostafazadeh

    Additive manufacturing is a set of modern manufacturing technologies with a novel revolutionary point of view that addresses most of limitations that were around due to using conventional manufacturing methods. Due to the lack of references for additive friction stir manufacturing, in the present paper the new developments in friction stir additive manufacturing of metals, alloys, and metal matrix composites are presented and summarized. Friction stir additive manufacturing is a solid-state process that yields a dense and homogeneous structure with a significant microstructural refinement with no fusion defects such as shrinkage cavities, porosity, and cracks. The rest of the paper was arranged as follows: friction stir welding is discussed as the base technology. Then, the two additive manufacturing methods that are based on friction stir welding, i.e. additive friction stir manufacturing and additive friction stir deposition are presented.

    Keywords: Additive Manufacturing (AM), Friction Stir Welding (FSW), Additive frictionstir manufacturing (AFSM), Additive Friction Stir Deposition (AFSD)}
  • افشین امامی خواه، افشین کازرونی*، مسعود رخش خورشید

    در تحقیق حاضر، از یک مدل صلب ویسکوپلاستیک اجزاء محدود بر مبنای روش لاگرانژی و المان بندی مجدد برای شبیه سازی غیر هم جنس جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژهای آلومینیوم AA5083-O و AA6061-T6 استفاده شد. سپس، از ترکیب روش های اتوماتای سلولی (CA) و لاسرااویی جوناس (LJ) برای بررسی تحولات ریزساختاری مواد با توجه به شرایط ترمومکانیکی موجود در فرایند استفاده شد. در ادامه، از روش ردیابی نقطه ای برای بررسی الگوی جریان ماده پیرامون ابزار استفاده و نتایج با شرایط تجربی مقایسه شد که کشیدگی و حرکت مواد به سوی بخش بالایی قسمت پیشرو اتصال در اثر اغتشاش و هم زنی مواد مشاهده شد. بررسی تحولات ریزساختاری نشان داد که با افزایش عامل زنرهولمان (Z)، اندازه دانه کاهش می یابد و موجب تغییر در سختی و استحکام آلیاژهای مورد استفاده می شود. همچنین در آزمون مکانیکی، کاهش استحکام در بخش پیشرو اتصال موجب شد تا نمونه ها از همین قسمت دچار شکست مکانیکی در آزمون کشش شوند. ضمن مطالعه مشخص شد، سرعت دورانی اثر چندان زیادی بر سختی و استحکام ندارد و مکان شکست اتصالات در آزمون کشش بر نواحی با سختی کمتر منطبق است.

    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, آلیاژهای آلومینیوم, مشخصات مکانیکی, اتوماتای سلولی, تبلور مجدد دینامیکی, ریزساختار}
    A. Emamikhah, A. Kazerooni *, M. Rakhshkhorshid

    In the present study, a rigid viscoplastic finite element model based on Lagrangian and remeshing methods was developed to simulate the dissimilar friction stir welding of AA5083-O and AA6061-T6 aluminum alloys. Then, a combination of Cellular Automata (CA) and Laasraoui Jonas (LJ) methods was used to investigate the microstructural evolutions of materials with regard to the thermo-mechanical conditions engaged in the process. Moreover, the point tracking method was used to evaluate the flow pattern of the material around the tool and the results were compared with experiment which the elongation and movement of the material towards the upper part of the advancing side was observed for the stirring and mixing of the material. By studying the dynamic recrystallization in the simulation, the simultaneous effect of temperature and severe plastic deformation on grain refining was investigated. The results of microstructural changes showed that with increasing Zener-Hollomon (Z) parameter, grain size decreases and changes the hardness and strength of the alloys used. Also in the mechanical test, the decrease in strength at the advancing side caused the samples become fractured from this side in the tensile test.

    Keywords: Friction stir welding (FSW), Aluminum alloys, Cellular automata (CA), Dynamic recrystallization (DRX), Microstructure}
  • موسی ساجد، سید محمدحسین سیدکاشی

    فناوری های اتصال و فرآوری حالت جامد در حال تبدیل شدن به یک جایگزین دایمی برای اتصال آلیاژهای نرم هستند که با روش های متداول ذوبی به سختی قابل جوشکاری هستند. با گذشت سه دهه از ابداع این روش، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی خود را به عنوان پیشتاز در اتصال ورق های آلومینیومی با استحکام بالا معرفی نموده است که کاربرد اصلی آن ها در صنایع خودروسازی و صنایع فضایی است. همچنین این روش موفقیت نسبی در اتصال سایر آلیاژها نیز از خود نشان داده است. با توجه به موفقیت قابل توجه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، زمینه لازم برای استفاده در کاربردهای پیچیده تر و جوشکاری آلیاژهای با استحکام بالاتر فراهم شد. با این حال، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی تنها فرایند موفق مبتنی بر اصطکاک دورانی نیست. در سال های اخیر جوشکاری اصطکاکی هیدروپیلار که روشی موفق در ترمیم آسیب های سطحی و عمقی آلیاژهای فولادی است، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در مقاله حاضر، عمده فرایندهای مبتنی بر اصطکاک دورانی در دو دسته اصلی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و جوشکاری اصطکاکی هیدروپیلار معرفی شده و مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

    کلید واژگان: جوشکاری حالت جامد, جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, جوشکاری اصطکاکی هیدروپیلار, اصطکاک دورانی, آلیاژهای آلومینیوم, فولاد}
    Moosa Sajed, Seyed MohammadHossein Seyedkashi

    Solid-state welding and processing methods will be an alternative to joining lightweight metals that cannot be welded using conventional fusion welding processes. After three decades after its invention, FSW is the first choice in joining high-strength aluminum alloys with an application in automotive and aerospace. The process is also capable of joining other alloys too. Due to the success of FSW, it was considered for more complicated applications and joining high-strength alloys. It should be noted that FSW is not the only successful rotary friction-based solid-state welding process. In recent years, friction hydro-pillar processing (FHPP) which is successful in repairing surface and body cracks and defects of different steel grades is also very interesting. In the present study, main rotary friction-based welding and processing methods are introduced and discussed in two major classes including friction stir welding and friction hydro-pillar processing.

    Keywords: Solid-state welding, Friction stir welding, Friction hydro-pillar processing, rotary friction, aluminum alloys, Steel}
  • پرویز کحال*، محسن قاسمی، محمد کشفی
    روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی اولین بار در سال 1991 میلادی توسط موسسه جوشکاری بریتانیا به عنوان روش اتصال حالت جامد ابداع و برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم به کار گرفته شد. این روش، بازدهی انرژی بالا و سازگاری خوبی با محیط زیست دارد. در مجموع، فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مناسب فلزاتی است که نقطه ذوب پایین داشته و جوشکاری ذوبی آن ها کیفیت مطلوبی ندارد. در این پژوهش بهینه سازی چند هدفه خواص مکانیکی در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم AH12 1050 با استفاده از ترکیب روش های سطح پاسخ و بهینه سازی چند هدفه ازدحام ذره انجام شده است. همچنین، برای طراحی آزمایش از روش تاگوچی استفاده شده است. در این روش متغیرهایی از جمله قطر پین ابزار، قطر شانه، سرعت دورانی، سرعت پیشروی و زاویه انحراف به عنوان متغیرهای فرآیند و 3 متغیر استحکام نهایی، چقرمگی و سختی در منطقه متاثر از حرارت و کار مکانیکی به عنوان توابع هدف انتخاب شده اند. علاوه بر این تمام بررسی ها بر روی دو نوع پین استوآن های رزوه دار و مخروطی ساده و به صورت آزمایشگاهی انجام شده است. در نهایت نتایج بهینه سازی و دقت حداقل 93% پیش بینی نشان دهنده انطباق خوب مدل پیش بینی کننده سطح پاسخ و آزمایش می باشد.
    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, خواص مکانیکی, روش سطح پاسخ, بهینه سازی چند هدفه و ازدحام ذره}
    Parviz Kahhal *, Mohsen Ghasemi, Mohammad Kashfi
    The friction stir welding method was first developed in 1991 at the British Welding Institute as a solid-state bonding method and employed for welding aluminum alloys. This method has high energy efficiency and good compatibility with the environment. In general, the frictional stir welding process is suitable for metals with a low melting point, whose melting welding is not of good quality. In this research, multi-objective optimization of the mechanical properties in the friction welding of AH12 1050 aluminum alloy has been performed experimentally using a combination of response surface methods and multi-objective particle swarm optimization. The Taguchi method has also been utilized to design experiments with two types of threaded cylindrical and simple tapered pins. Pin diameter, shoulder diameter, tool rotational speed, tool feed, and tool deviation angle are selected as the process variables. Specimen strength, toughness, and hardness are considered as objective functions. The optimization results and a prediction accuracy of more than 93%, show a good agreement between the surface prediction model and the experiments despite the complexity of the process.
    Keywords: Friction Stir Welding, Mechanical Properties, Response Surface Methodology, Multi-Objective Optimization}
  • امیر غیاثوند، مهدی کاظمی*، مازیار مهدی پور جلیلیان

    جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یک تکنیک اتصال حالت جامد می باشد که بر اساس دو عامل فشار بزرگ تر از تسلیم و تغییر شکل های بزرگ پلاستیک اتصال نهایی بین قطعات در هندسه های جوش متفاوت صورت می پذیرد. اندازه دانه هادر مناطق جوش مبتنی بر سه رویداد ریکاوری، تبلور مجدد و رشد دانه ها می باشد که بر اساس میزان پیشرفت هر کدام از این مراحل، اندازه ذرات نهایی حاصل می گردد. در پژوهش حاضر با استفاده از روشی تحلیلی-عددی بر پایه شبیه سازی عددی فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیم 6061 اندازه ذرات نهایی در نواحی مختلف جوش پیش بینی شده است. شبیه سازی اجزاء محدود فرایند به واسطه نرم افزار آباکوس و با رویکرد کوپل اویلر لاگرانژی صورت پذیرفت. به منظور صحه سنجی، نتایج حاصل از مدل نوین با نتایج تجربی مورد مقایسه قرار گرفت، نتایج در مطابقت مناسبی با نتایج تجربی قرار داشت. با توجه به تمرکز حرارت و جریان پلاستیک در منطقه مرکزی جوش، منطقه اغتشاش بیشترین تغییرات ریزساختاری را داشت و میزان اندازه دانه ها در این ناحیه دچار کاهش شدیدتری نسبت به سایر مناطق مختلف جوش گردید. بررسی تفاوت اندازه دانه ها در دو ناحیه پیش رو و پس رو نیز مورد مطالعه قرار گرفت و تفاوت مشهودی در اندازه ذرات در این دو ناحیه مشاهده شد.

    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, اندازه دانه, اجزاء محدود, مناطق جوش, آلیاژ آلومینیوم}
    Amir Ghiasvand, Mahdi Kazemi *, Maziar Mahdipour Jalilian

    Friction stir welding is a solid-state bonding technique based on two factors, a pressure greater than the material yield stress and large plastic deformation. The final joint between parts takes place in different welding geometries by using these two factors. The grain sizes in the weld areas are influenced by recovery, recrystallization, and grain growth. In the current research, using an analytical-numerical method based on finite element simulation of friction stir welding of AA6061-T6 alloy, the grain sizes in various welded areas have been predicted. The finite element simulation has been performed based on the coupled Eulerian-Lagrangian approach using ABAQUS software and the results have been verified by experiments. The predicted results were in good agreement with the experimental results. Due to the concentration of heat and plastic flow in the central region of the weld, the stirring region had the most microstructural changes and the grain size in this region decreased more sharply than other different areas of the weld. As the rotational welding speed increases, recrystallization phenomena in the central weld area increases. With increasing the translational welding speed, grain size increased in different welding areas. This increase occurred more severely in the central area of the welded joint.

    Keywords: Friction Stir Welding, Grain Size, Finite Element, Weld Zones, ALUMINUM ALLOY}
  • مجید فرهنگ، محمدرضا فراهانی*، محمد نظری

    هدف از این پژوهش بررسی خواص مکانیکی و متالورژیکی اثرات استفاده از نانو پودر AL2O3 و همچنین تعداد پاس ها در جوشکاری آلیاژ AA2024 T6 است. بدین منظور با انتخاب سرعت چرخشی 1400 دور بر دقیقه و پیشروی 16میلی متر بر دقیقه ، نه نمونه با حضور نانو ذرات آلومینا و یک نمونه بدون حضور نانو ذرات جوشکاری شدند. در نمونه هایی که حاوی نانو ذرات بودند؛ ترکیبی از سه درصد حجمی 3%، 5% و 7% در سه حالت یک پاسه، دو پاسه و چهار پاسه به طور پیوسته ساخته شدند. در نهایت ریزساختار اتصال، میکروسختی و استحکام کششی اتصال جوشی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزایش درصد حجمی ذرات از 3% به 7%، میانگین اندازه ی دانه به طور متوسط 37% کاهش و میانگین استحکام کششی 10% افزایش می یابند. همچنین در همین شرایط با ثابت ماندن تعداد پاس جوشکاری در هر سه حالت یک، دو و چهار پاس، میانگین سختی در ناحیه تحت تاثیر شانه حدود 10% افزایش یافت. از میان اتصالات جوشی ایجاد شده نمونه 2 پاسه با 7 درصد حجمی نانو ذرات به عنوان مطلوب ترین اتصال به لحاظ خواص مکانیکی و متالورژیکی انتخاب شد. به طوری که میزان میانگین اندازه دانه نسبت به نمونه تک پاسه بدون پودر 55% کاهش داشت. برای استحکام کششی و میانگین سختی این تغییرات به ترتیب حدود 11% و 48 % رشد داشتند.

    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, خواص استحکامی, خواص متالورژیکی, پاس های جوشکاری, نانو ذرات Al2O3}
    Majid Farhang, Mohammadreza Farahani *, Mohammad Nazari

    The main aim of this experiment is to determine the mechanical and microstructural of using Nano powder of Al2O3 besides stir welding of Al2024-T6 in multi-pass welding. Nanoparticles welded nine specimens and one particle-free in 1400 rpm rotational speed and 16 mm/min traveling speed. A combination of volume percentage of powder (3%, 5%, and 7%) and three different multi continuous passes (1, 2, and 4) is applied for Nano-rich specimens. The microstructure of joint, micro hardness and ultimate tensile strength (UTS) of the welded joint has been studied. It was observed that by increasing the particle volume from 3% to 7% average grain size increased extremely to 37% and UTS to 10%, and in the staid situation of welding passes, average micro hardness has 10% increase in shoulder affected zone. The result showed that the specimen with 7% of Nanoparticles in two passes has the highest mechanical and metallurgical properties and has a significant decrease (55%) in average grain size compared with a particle-free specimen. Meanwhile, UTS and average micro hardness of the same specimen was about 11% and 48% more than particle free.

    Keywords: Friction Stir Welding, tensile strength, Metallurgical Properties, multi-pass welding, Al2O3 Nano particle}
  • مهدی وحدتی*، محمود مرادی

    تاثیرات ناشی از سیکل های حرارتی در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی منجر به نرم شدگی اتصال آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر آلومینیوم می شود. برای رفع این محدودیت، فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب توسعه یافته است. در این پژوهش، در ابتدا با استفاده از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، اتصالات لب به لب از آلیاژ آلومینیوم گرید 7075تولید شدند. بدین منظور، روش رویه پاسخ به عنوان روش طراحی آزمایش، انتخاب گردید و متغیرهای: سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و زاویه انحراف ابزار به عنوان متغیرهای ورودی، تعیین شدند. در ادامه، تحلیل آماری پارامترهای موثر بر استحکام کششی اتصالات به انجام رسید. سپس با استفاده از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب و بر اساس مقادیر بهینه نرخ پیشروی ابزار و زاویه انحراف ابزار، اتصالات لب به لب تولید شدند. نتایج حاصل از آنالیز واریانس و تحلیل رگرسیون داده های حاصل از آزمون های تجربی، صحت و دقت معادلات رگرسیون را مورد تایید قرار داد و نشان داد که عبارات خطی، تعاملی و سهموی از متغیرهای سرعت دورانی ابزار و قطر شانه ابزار بر استحکام کششی نهایی اتصالات تولید شده در زیر آب، موثر هستند. همچنین، شرایط بهینه متغیرهای ورودی فرآیند با استفاده از روش مطلوبیت، تعیین شد و با اجرای آزمون صحه گذاری، به تایید رسید.

    کلید واژگان: تحلیل آماری, بهینه سازی, استحکام کششی, جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, روش رویه پاسخ}
    Mahdi Vahdati *, Mahmoud Moradi

    The thermal cycles involved in friction stir welding process cause softening in the joint of heat-treatable aluminum alloys. To overcome this limitation, submerged friction stir welding process has been developed. In this study, firstly, the butt joints were produced from Al7075-T6 alloy using friction stir welding process. To this end, the response surface methodology was selected as the experiment design technique. So, the factors such as tool rotational speed, tool feed rate, tool shoulder diameter, and tool tilt angle were identified as the input variables. Then, a statistical analysis of variables affecting the tensile strength of joints was performed. Afterward, the butt joints were produced using submerged friction stir welding process based on the optimal values of tool feed rate and tool tilt angle. The obtained results from analysis of variance and regression analysis of experimental data confirmed the accuracy of regression equations. Furthermore, it is shown that the linear, interactional and quadratic terms of the tool rotational speed and tool shoulder diameter are effective on the ultimate tensile strength of the underwater welded joints. Also, the optimal condition of input variables was determined using the desirability method. In addition, the optimal condition has been confirmed by implementing the verification test.

    Keywords: Statistical Analysis, Optimization, Tensile Strength, Friction Stir Welding, Response Surface Methodology}
  • علی سنبلی*، رضا بیگی، محمدحسین علیرضائی مجدآباد کهنه

    در این پژوهش، ابتدا جوشکاری آلومینیوم به مس با استفاده از فرآیند جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی انجام شد و سپس خواص مکانیکی حاصل از تغییرشکل پلاستیک ناشی از نورد، با درصد کاهش در ضخامت های 30 و 60 بررسی و با نمونه جوشکاری شده بدون نورد مقایسه شد. نتایج آزمون کشش نشان داد که استحکام کششی نهایی نمونه ها به ترتیب برای نمونه جوشکاری شده بدون نورد، MPa  99، 30 درصد کاهش در ضخامت، MPa  143 و 60 درصد کاهش در ضخامت، MPa  132 بوده و در نمونه جوشکاری شده بدون نورد، شکست از زمینه آلومینیومی رخ داده است ولی در حالت نورد شده با  30 و 60 درصد کاهش در ضخامت، شکست دقیقا از مرز جوش بوده است. بررسی های ریزساختاری منطقه جوش و سطح شکست نمونه ها نشان داد که ترکیبات بین فلزی Al4Cu9 و Al3Cu که از شایع ترین ترکیبات بین فلزی دراین نوع اتصالات غیر مشابه است، در این نواحی به وجود آمده است. به وجود آمدن این نوع ترکیبات در مرز جوش، یکی از عوامل مهم شکست از مرز اتصال در نمونه های جوشکاری و نورد شده است. نتایج سختی سنجی نیز وجود این ترکیبات بین فلزی را اثبات کرد. با افزایش درصد کاهش در ضخامت نورد از 30 به 60، استحکام جوش با افزایش میکروترک ها، ناشی از همین ترکیبات بین فلزی، کاهش یافته است. در نهایت می توان گفت با انتخاب بهینه درصد کاهش در ضخامت در فرآیند نورد (30 درصد)، می توان استحکام کششی نهایی نمونه های غیر مشابه Al/Cu جوشکاری شده به روش اصطکاکی-اغتشاشی را به میزان قابل توجه(حدود 43 %) افزایش داد.

    کلید واژگان: تغییرشکل پلاستیک, نورد, خواص مکانیکی, اتصالات غیر مشابهAl, Cu, جوشکاری اصطکاکی- اغتشاشی}
    Ali Sonboli*, Reza Beygi, MohammadHossein Alirezaie Majdabad Kohneh

    In this study, aluminum-to-copper welding was performed by friction stir welding (FSW) process and then the mechanical properties of the joints were evaluated and compared with the ones rolled to reductions of 30 and 60 percent. Tensile strengths (UTS) of the joints were 99 MPa, 143 MPa, and 132 MPa, for the initial weld, 30% rolling reduction, and 60% rolling reduction, respectively and in the non-rolled weld specimen, fracture occurred from the aluminum base material but in rolled welds, the fracture occurred precisely from the weld interface. Microstructural studies of the weld region and fracture surface of the specimens showed that the Al4Cu9 and Al3Cu intermetallic compounds, which are the most common intermetallic compounds in this type of dissimilar joining, formed in these areas. The presence of these compounds at the weld interface and propagation cracking during rolling has been one of the important factors in the failure of the weld interface in the rolled specimens. Results of the hardness test also confirmed the existence of these intermetallic compounds. By increasing the percentage of rolling reduction from 30% to 60%, the welding strength decreased due to the increase in the number of micro-cracks of the intermetallic compounds. Finally, it can be said that by choosing the optimal percentage reduction in the rolling process (30%), can be significantly increased (about 43%).  the ultimate tensile strength of dissimilar Al/Cu joints produced by friction stir welding (FSW).

    Keywords: Friction Stir Welding, Plastic Deformation, Rolling, Mechanical Properties, Dissimilar Al, Cu joints}
  • مهدی وحدتی*
    تاثیرات ناشی از سیکل های حرارتی در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) منجر به نرم شدگی اتصال می شود. این پدیده عموما در آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر آلومینیوم رخ می دهد و منجر به کاهش خواص مکانیکی اتصال می شود. به منظور غلبه بر این محدودیت، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب (SFSW) توسعه یافته است. در این پژوهش، در ابتدا با استفاده از فرآیند FSW، اتصالات لب به لب از آلیاژ Al7075-T6 تولید شدند . بدین منظور، روش رویه پاسخ به عنوان روش طراحی آزمایش، انتخاب گردید و متغیرهای سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و زاویه انحراف ابزار به عنوان متغیرهای ورودی، تعیین شدند. در ادامه، تحلیل آماری و بهینه سازی پارامترهای موثر بر سختی مقاطع عرضی اتصالات به انجام رسید. با توجه به مقدار بالای تابع مطلوبیت (976/0)، می توان دریافت که روند بهینه سازی به طور موفقیت آمیزی، هدف از پیش تعیین شده را به صورت مناسب و مطلوب، محقق نموده است. علاوه بر این، شرایط بهینه با اجرای آزمون صحه گذاری، به تایید رسید. سپس با استفاده از فرآیند SFSW و بر اساس مقادیر بهینه نرخ پیشروی ابزار و زاویه انحراف ابزار، اتصالات لب به لب تولید شدند . نتایج تحلیل داده های حاصل از آزمون های تجربی، صحت و دقت معادله رگرسیون را مورد تایید قرار داد و نشان داد که مدل نهایی می تواند پارامتر MHD را با خطای کمتر از 5% پیش بینی کند. همچنین، عبارات خطی از متغیرهای قطر شانه ابزار و سرعت دورانی ابزار بر سختی مقاطع عرضی اتصالات تولید شده در زیر آب، موثر هستند.
    کلید واژگان: تحلیل آماری, بهینه سازی, سختی, جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, روش رویه پاسخ}
    M. Vahdati *
    The thermal cycles involved in friction stir welding (FSW) cause softening in the joint. This phenomenon generally occurs in heat-treatable aluminum alloys leading to decrease in mechanical properties. Submerged friction stir welding (SFSW) has been developed to overcome this limitation. In this study, firstly, the butt joints were produced from Al7075-T6 alloy using FSW process. To this end, the RSM was selected as the experiment design technique. So, the factors such as: tool rotational speed, tool feed rate, tool shoulder diameter, and tool tilt angle were identified as the input variables. Then, statistical analysis and optimization of variables affecting the hardness of cross-sections was performed. In attention to the high value of desirability function (0.976), it could be found that the procedure of optimization has well fulfilled the pre-determined target. In addition, the optimal condition has been confirmed by implementing the verification test. Afterward, the butt joints were produced using SFSW based on the optimal values of tool feed rate and tool tilt angle. The obtained results from analysis of experimental data, confirmed the accuracy of regression equation. Furthermore, it is shown that the final model can predict the MHD parameter with an error less than 5%. Also, the linear terms of the tool shoulder diameter and tool rotational speed are effective on the hardness of cross-sections of the underwater welded joints.
    Keywords: Statistical Analysis, Optimization, Hardness, Friction stir welding, response surface methodology}
  • محسن درودگر، سید محمدحسین سیدکاشی*، موسی ساجد

    ساندویچ های فوم فلزی دسته ای از مواد فوق سبک هستند که از یک هسته متخلخل فلزی و دو صفحه فلزی بیرونی ساخته می شوند. نسبت استحکام به چگالی و ظرفیت جذب انرژی بالا، مقاومت در برابر حرارت و قابلیت بازیافت سریع و ارزان، کاربرد این مواد را در بسیاری از صنایع از جمله خودروسازی، هوافضا، نفت و انرژی و ساختمان، ایده آل کرده است. با توجه به مزیت های جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، اتصال صفحات این پنل ها از طریق این نوع جوشکاری می‎تواند به خصوص در مواردی که نیاز به اتصال آلیاژهای غیرهمجنس وجود دارد، به کار گرفته شود. در این پژوهش، امکان سنجی تولید ساندویچ فلزی با هسته فوم آلومینیوم و دو لایه ورق مسی در دو طرف آن با استفاده از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مورد مطالعه قرار گرفت. پارامترهای مورد مطالعه، سرعت دورانی ابزار در مقادیر 2000، 2500 و 3000 دور بر دقیقه و همچنین زاویه انحراف ابزار در مقادیر 5 و 7 درجه انتخاب شد. مقاطع جوش به منظور ارزیابی کیفیت جوش مورد مطالعه قرار گرفت که بیانگر موفقیت روش مورد استفاده در تولید ساندویچ فلزی است. به منظور ارزیابی استحکام اتصالات از آزمون کشش استفاده شد. نتایج بیانگر این است که تاثیر سرعت دورانی بر استحکام جوش بسیار بیشتر از زاویه انحراف ابزار می باشد و با استحکام کششی نسبت معکوس دارد. بیشترین استحکام کششی مربوط به نمونه جوشکاری شده با سرعت دورانی ابزار 2000 دور بر دقیقه و زاویه انحراف ابزار 5 درجه با مقدار18.8 مگاپاسکال است.

    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, ساندویچ دو فلزی, فوم آلومینیومی, ورق مسی, استحکام کششی جوش}
    Mohsen Dorudgar, S. M. Hossein Seyedkashi *, Moosa Sajed

    Metal sandwiches are a new class of ultra-lightweight materials made from a porous metal core and two outer metal plates. High strength and high energy absorption capacity, resistance to heat, and also fast and inexpensive recyclability make these materials ideal for use in many industries including automotive, aerospace, oil, energy and construction industries. Considering the advantages of friction stir welding, the connection of these plates using this welding technology can be used industries for welding of bimetal sandwiches. In this research, feasibility of using frictional stir welding to prepare metal sandwiches with a core of aluminum foams and copper covers was investigated. The investigated parameters were tool rotational speed, in three levels of 2000, 2500 and 3000 rpm, and tilt angle in two levels of 5 and 7 degree. The cross-sections of the joints were investigated for weld quality which confirmed a successful joining. Tensile tests were carried out to evaluate the joint strength. It was concluded that the effect of tool rotational speed on the weld strength is much higher than the effect of tilt angle and has a reverse relation with tensile strength. The best strength which was 18.8 MPa was obtained with a tool rotational speed of 2000 rpm and a tilt angle of 5 degree.

    Keywords: Friction Stir Welding, Bi-Metal Sandwich, Aluminum foam, Weld Tensile Strength}
  • محمدعلی نظیری، امین ربیعی زاده*

    جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، جایگزین مناسب روش جوشکاری با قوس - الکترود فلزی با گاز محافظ برای اتصال آلیاژهای آلومینیم در صنایع هوافضا و کشتی سازی است. اخیرا تکنیک جدیدی از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با عنوان جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با ابزار دوکی شکل شناور معرفی شده است که اجرای این فرآیند را با نیروی عمودی تقریبا صفر ممکن می سازد. از دیگر مزایای این تکنیک، می توان به جوشکاری دو طرفه همزمان و تقارن ناحیه اغتشاش در امتداد ضخامت اشاره کرد. تمرکز اصلی این مقاله بر استفاده از تکنولوژی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی دوطرفه با ابزار دوکی شکل شناور برای اتصال آلومینیم خالص تجاری است. ابزار مورد استفاده در این فرآیند از جنس فولاد گرم کار با سختی HRC 52 است که دارای دو شانه و یک پین استوانه ای رزوه دار است. پس از اجرای فرآیند جوشکاری، به منظور ارزیابی کیفیت اتصال آزمون های غیرمخرب بازرسی چشمی و رادیوگرافی و همچنین آزمون های مخرب کشش، خمش، سختی سنجی و متالوگرافی بر روی نمونه جوشکاری شده انجام شد. آزمون های غیرمخرب بی عیب بودن نمونه جوشکاری شده با پارامترهای بهینه را تایید کردند. نتایج آزمون کشش نشان داد که راندمان اتصال بسیار چشمگیر و در حدود 80 % بدست آمده است. علاوه بر استحکام کششی مطلوب، کرنش شکست نمونه جوشکاری شده در مقایسه با کرنش شکست فلز پایه رشد 80 % داشته است. لذا، توسعه و بهره برداری از این روش امکان رشد پتانسیل برای گسترش روشی ارزان قیمت، تکنیکی حالت جامد و قابل اعتماد، و امکان پذیری طراحی تجهیزاتی ارزان برای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به صورت متحرک را فراهم می آورد.

    کلید واژگان: آلومینیم خالص تجاری, جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, اتصال دو طرفه, ابزار بوبین, خواص مکانیکی}
    Mohammad Ali Naziri, Amin Rabiezadeh *

    The friction stir welding is a suitable substitute for gas metal arc welding for joining aluminum alloys in aerospace and shipbuilding industries. Recently a new friction stir welding method named floating bobbin tool friction stir welding has been introduced, that enables the implementation of this process with almost zero vertical force. Another advantage of this technique is the simultaneous double sided welding and the symmetry of the stirred region along the thickness. This paper focuses on the use of double sided friction stir welding technology with a floating bobbin tool for joining pure commercial aluminum. The tool used in this process was made from hot working steel with a hardness of 52 HRC. This tool has two shoulders and a threaded cylindrical pin. After performing the welding process, in order to assess the quality of the connection, non-destructive tests of visual inspection, radiography, as well as destructive tests of tensile, bending, hardness and metallography performed on a welded sample. Non-destructive tests confirmed the perfection of a welded sample with optimal parameters. The results of the tensile test showed that the connection efficiency was very significant and reached about 80%. In addition, the fracture strain of the welded sample was 80% higher than that of the base metal. Accordingly, the development and exploitation of this method provides the potential for the development of a low cost, solid state and reliable technology, and the feasibility of designing inexpensive equipment for mobile friction stir welding.

    Keywords: CP- aluminum, Friction Stir Welding, double sided joining, Bobbin Tool, Mechanical properties}
  • حسام آقاجانی، ناصر کردانی*، حامد آقاجانی دارزکلا
    افزایش استحکام و توسعه سازه های هوایی از دیرباز مورد توجه محققان بوده است. در این مقاله به منظور بررسی اتصال T شکل فلز آلیاژ آلومینیوم 6061 با استفاده از فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نمونه های آزمایشگاهی ساخته شدند و همچنین شبیه سازی نرم افزاری برای آگاهی از مقادیر مناسب اثرات دینامیکی ابزار و درک بهتر از تولید و توزیع گرما در فرایند جوشکاری با استفاده از نرم افزار تجاری Fluent انجام شد. به همین منظور اتصال آلومینیوم 6061 با سرعت های خطی و سرعت های دورانی مختلف ابزار مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به پارامترهای انتخاب شده در این فرآیند مستحکم ترین اتصال در سرعت دورانی 1600 دور بر دقیقه و سرعت خطی 68 میلیمتر بر دقیقه بدست آمد. محل شکست تمامی نمونه های تست کشش، در سمت زائده T شکل آلومینیوم قرار داشت. عمده عیوب داخلی ایجاد شده در درون اتصالات عیب تونلی بود که با افزایش گرمای ورودی و سرعت خنک شوندگی همزمان به منطقه اتصال، ازبین رفتند. بیشینه استحکام تولید شده در این آزمایشات 188 مگاپاسکال می باشد که نزدیک به استحکام فلز پایه ی آلومینیومی است.
    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, آلومینیویم 6061, اتصال T شکل, خواص مکانیکی, خواص متالورژیکی}
    Hessamodin Aghajani Derazkola, Naser Kordani *, Hamed Aghajani Derazkola
    Increase of strength and development of aerial structures has long been of interest to researchers. In this study, to investigate the T-joint T6-6061 aluminum alloy using friction stir welding process, laboratory samples were made, and also the software simulations were performed to find out the appropriate amounts of tools dynamic effects. Fluent commercial software has been used to better understand heat generation and distribution in the welding process. For this purpose, the T6-6061 aluminum joint with different linear and rotational tools speeds was studied. Depending on the selected parameters in the process, the strongest connection was produced in the 1600 rpm rotational speed and 68 mm/min linear velocity. The failure place of all tensile samples was located on the aluminum T appendage. Tunnel void was the major defect in the joints which disappeared with increasing heat input and simultaneous cooling rate to the joint. The maximum strength produced in these experiments is 188 MPa which is close to the strength of the aluminum base metal.
    Keywords: Friction stir welding, AA6061 aluminum alloy, T-Joint, Mechanical properties, Metallurgical properties}
  • مهدی مهری، محمدرضا خانزاده قره شیران*، حمید بختیاری
    در این تحقیق تاثیر شکل هندسه پین ابزار بر تغییرات خواص مکانیکی و ریزساختاری منطقه جوش و نزدیک به آن در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی لب به لب آلیاژ آلومینیومGost 4784-97 با استفاده از دو نوع پین ابزار مخروطی رزوه دار و استوانه ای بررسی شد. جهت مطالعه ریزساختاری از آزمون متالوگرافی توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترون روبشی و برای بررسی اثر چرخش پین بر خواص مکانیکی اتصال، از آزمون کششی و ریز سختی سنجی استفاده شد. نتایج آزمون متالوگرافی نمایانگر سطح ظاهری صاف و صیقلی نمونه های جوشکاری شده با پین استوانه ای رزوه ریز است. آنالیز EDS نشان دهنده رسوبات آلومینیوم، منیزیم، منگنز و آهن به رنگ روشن و رسوبات اکسیژن، منیزیم، آلومینیوم و سیلیسیوم به رنگ تیره در تصاویر بوده است. آزمون ریز سختی سنجی نشان داده که بیشترین میزان سختی در منطقه جوش توسط ابزار استوانه ای رزوه درشت حاصل شده و دلیل آن کار مکانیکی شدید و دمای بالا حین فرایند جوشکاری بوده که باعث تشکیل دانه های بسیار ریز در منطقه اغتشاش، به وسیله مکانیزم تبلور مجدد دینامیکی بوده است. استحکام کششی همه نمونه های جوشکاری شده از استحکام کششی فلز پایه بیشتر بوده و این موضوع بیانگر عدم وجود عیوب در جوش ها و همچنین بیانگر به دست آمدن ریزساختار مناسب در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بوده که باعث بهبود خواص مکانیکی در منطقه جوش شده است.
    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, آلومینیوم Gost 4784-97, هندسه پین, خواص مکانیکی}
    Mahdi Mehri, Mohammadreza Khanzadehgharahshiran *, Hamid Bakhtiari
    In this study, the effect of tool pin geometry on the mechanical and microstructural changes in the weld region and near it was investigated in the Friction Stir Welding process of butt joint of GOST 4784-97 aluminum alloy, using two types of threaded conical and cylindrical tool pins. To study the microstructure, a metallographic analysis using optical microscope and scanning electron microscope was used, and a tensile and micro hardness tests were used to investigate the effect of pin rotation on the mechanical properties of the joint. The results of the metallographic survey show a smooth and polished surface of the welded specimens with fine threaded cylindrical pin. The EDS analysis indicates the precipitates of aluminum, magnesium, manganese and iron in bright colors and the precipitates of oxygen, magnesium, aluminum, and silicon in the dark colors in the images. The micro-hardness analysis has shown that the highest degree of hardness in the weld region is obtained by coarse threaded cylindrical tool; and its reason was hard mechanical work and high temperature during the welding process, which led to the formation of very fine grains by the dynamic recrystallization mechanism, in the stir region. The tensile strength of all welded specimens was greater than the tensile strength of the base metal; and indicates that there are no imperfections in the welds, as well as an appropriate microstructure in frictional stir welding that improves the mechanical properties of the welded area.
    Keywords: Friction Stir Welding, Gost 4784-97 aluminum alloy, Pin geometry, Mechanical properties}
  • محمد کریمی ایوانکی، داوود افشاری*، حسن صیدی

    هدف از این مطالعه بررسی تاثیر استفاده از ابزار ماسوره ای بر روی خواص مکانیکی اتصال آلیاژ آلومینیوم 6061-T6 در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی می باشد. روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یکی از روش های مناسب جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم جهت کاهش عیوب جوش و افزایش استحکام اتصال می باشد. در این فرایند علاوه بر پارامترهای جوشکاری از جمله سرعت دورانی و سرعت پیشروی، نوع و هندسه ابزار نیز تاثیر بسیاری زیادی بر کیفیت و استحکام جوش دارد. در این مطالعه با استفاده از ابزار معمولی و ابزار ماسوره ای، تاثیر نوع ابزار و پارامترهای جوشکاری بر استحکام مکانیکی اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این مطالعه نشان می دهد که ابزار ماسوره ای نسبت به ابزار معمولی کارایی و توانمندی بالاتری در اتصال این نوع آلیاژ دارد. از مهمترین ویژگی های این ابزار نسبت به ابزار معمولی امکان جوشکاری هر دو سمت ناحیه اتصال در یک مرحله از جوشکاری می باشد. همچنین از لحاظ استحکام مکانیکی اتصال، استفاده از ابزار ماسوره ای منجر به بهبود استحکام کششی اتصال و مقاومت به ضربه بهتر جوش شده است. بررسی تاثیر پارامترهای جوشکاری نشان می دهد که با افزایش سرعت دورانی ابزار از 900 به 1100 دور در دقیقه و نیز افزایش سرعت پیشروی ابزار از 25 به 32 میلیمتر بر دقیقه استحکام برشی اتصالات افزایش یافته است.

    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, آلومینیوم 6061-T6, ابزار ماسوره ای, استحکام مکانیکی, شکست}
    Mohammad Karimi Ivanaki, Davood Afshari *, Hassan Seidi

    The purpose of this study is to investigate the effect of using bobbin tool on the mechanical properties of aluminum alloy 6061-T6 in friction stir welding. The friction stir welding method is one of the suitable process to welding aluminum alloys to reducing welding defects and increase joint strength. In this process, the welding parameters such as the rotational speed of tools and travel speed, beside the type and geometry of the tool also has a great effect on the quality and strength of the weld. In this study by using the typical tool and bobbin tool the effect of welding parameters on the mechanical strength of the welded joint are investigated. The results of this study show that the bobbin tool has a higher performance and capability in connection with this type of alloy. The main advantage of the bobbin tool is welding the both sides of the weld zone at one stage of the welding process compared to the typical tool. Also in terms of mechanical strength of connection, the use of bobbin tool has resulted in improving the tensile strength of the connection and resistance to a better impact. The effects of welding parameters show that by increasing the rotational speed of the device from 900 to 1100 rpm as well as increasing the travel speed of the tool from 25 to 32 mm/min of the joints shear strength has increased.

    Keywords: Friction Stir Welding, Aluminum Alloy 6061-T6, Bobbin Tool, Mechanical Strength, fracture}
  • احمد امین زاده، امیر صفری، علی پرویزی*
    به علت توسعه استفاده از ورق های ترکیبی در صنعت حمل ونقل، درک رفتار شکل پذیری آنها برای تولید محصولاتی باکیفیت بالا در فرآیندهای شکل دهی به ویژه کشش عمیق، اهمیت بالایی پیدا کرده است. با توجه به استحکام متفاوت مواد پایه و وجود منطقه جوش، شکل پذیری ورق های ترکیبی غالبا کمتر از فلزات پایه است. مقایسه جابه جایی خط جوش و عمق کشش ورق-های ترکیبی تولید شده با دو روش جوشکاری لیزر و جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، از جمله اهداف این پژوهش است. به علت ایجاد منطقه محدودتر متاثر از حرارت و سوراخ کلیدی مناسب، جوشکاری لیزر نسبت به سایر روش های جوشکاری برای تولید این ورق ها در اولویت است. پارامترهای فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به دلیل تاثیر زیاد بر تغییرات پیچیده ناحیه پلاستیک و متاثرشدن الگوی سیلان ماده و توزیع دما در ورق های ترکیبی، بسیار با اهمیت هستند. در این مقاله، با طراحی آزمایش های تجربی، تاثیر نیروی ورق گیر و سرعت خطی جوشکاری بر عمق کشش و جابه جایی خط جوش ورق های ترکیبی بررسی شده است. همچنین سختی ناحیه جوش حاصل از این فرآیندها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که با افزایش سرعت خطی جوشکاری لیزر، میزان عمق کشش و جابه جایی خط جوش افزایش یافته است. با افزایش سرعت خطی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نیز میزان جابه جایی خط جوش و عمق کشش افزایش یافته است. همچنین سختی ناحیه جوش لیزر بیشتر از سختی ناحیه مربوط به جوش اصطکاکی است.
    کلید واژگان: جوشکاری لیزر, جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, ورق های ترکیبی, جابه جایی خط جوش}
    A. Aminzadeh, A. Safari, A. Parvizi*
    Due to higher demands for tailor welded blanks (TWBs) applications in the transportation industry, it is important to understand their forming characteristics in manufacturing processes, especially the deep drawing, in order to produce products with higher qualities. Due to differences between the base materials strength as well as the existence of the welding zone, the formability of TWBs is frequently less than the base metals. The aim of this study is the comparison of weld line displacement and drawing depth in TWBs designed and produced by laser welding and friction stir welding. Laser welding is more appropriate for TWBs production comparing to the other welding processes because of the creation of limited heat affected zone and suitable keyhole. The parameters of the friction stir welding process are very important due to having a high influence on complicated plastic zone variation, the material flow pattern and temperature distribution in TWBs sheets. In this paper, by design experiments, the effect of blank holder force and linear welding velocity on drawing depth and weld line displacement of TWBs have been investigated. Moreover, the harnesses of the weld zone in both processes have been examined. Results show that by increasing the linear velocity of laser welding, the amount of weld line displacement and drawing depth will be increased. Furthermore, the higher linear velocity of friction stir welding will result in the higher weld line displacement and drawing depth. Likewise, the harnesses of the laser welding zone are higher than those ones for friction stir welding zone.
    Keywords: Laser Welding, Friction Stir Welding, Tailor Welded Blanks (TWBs), Weld Line Movement}
  • داریوش جواب ور*، علی زهره وند
    پارامترهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی از قبیل سرعت دورانی، سرعت پیشروی، آفست محوری ابزار و عمق نفوذ ابزار نقش اصلی را در ویژگی های این اتصال دارند. در این تحقیق اثر آفست محوری پین ابزار و عمق نفوذ شانه ابزار بر کیفیت و خواص مکانیکی اتصال حاصل از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی دو آلیاژ هم جنس آلومینیوم 6T-6061 با ضخامت های ناهمسان 2 میلی متر به 4 میلی متر و 2 میلی متر به 6 میلی متر مورد مطالعه قرار گرفت. با تغییر آفست محوری پین ابزار استحکام های کششی مختلفی به دست آمد. با آفست دهی ابزار در داخل ورق ضخیم تر ذرات بزرگ ناپیوسته در ناحیه اغتشاش مشاهده شد که سبب ایجاد ترک هایی در سطح جوش گردید که سبب افت کیفیت سطح و خواص مکانیکی اتصال می گردد. بهترین کیفیت سطح و خواص مکانیکی با آفست دهی ابزار در داخل ورق نازک تر به دست آمد. عمق نفوذ شانه ابزار عامل مهمی در تولید گرما، اکستروژن مواد در زیر شانه و جریان مواد در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی می باشد. در عمق نفوذ کم شانه خواص مکانیکی ضعیف تری مشاهده شد که می تواند به دلیل عدم تولید حرارت و جریان مواد کافی در این حالت باشد.
    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, آلیاژ آلومینیوم, خواص مکانیکی, آفست محوری}
    D. Javabvar*, A. Zohrehvand
    Friction stir welding parameters such as is rotational speed, traverse speed and axial tool offset play as the main roles in achieving joint properties. In this research the effect of axial tool offset and depth of tool shoulder on the quality and mechanical properties of joint resulted from friction stir welding of 2 mm thickness to 4 mm thickness and 2mm thickness to 6 mm thickness of 6061-T6 Al alloy was investigated. It was shown that tensile strength of joints differs by varying the axial tool offset. When tool offsets there are in the thicker part, large discontinues particles could be observed in the stir zone which caused some cracks at the weld surface and therefore reduced surface quality and mechanical properties of joint. The best surface quality and mechanical properties were resulted from the tool offsetting in thinner part. The depth of tool shoulder is an important factor in heat generation, material extrusion under the shoulder and material flow during friction stir welding. At lower depth of shoulder weaker mechanical properties were observed which may be resulted from lack of sufficient heat generation and material flow at this situation.
    Keywords: Friction Stir Welding, Aluminum Alloys, Mechanical Properties, Axis Offset}
  • سعید یحیی آبادی، محمود عباسی*
    آلومینیم 6061 در صنعت کاربرد فراوانی دارد، بنابراین جوشکاری آن با روش های مطمئن اهمیت بالایی دارد. در جوشکاری ذوبی این نوع آلیاژها عیوبی از جمله ترک، حفره و جدایش عناصر آلیاژی اتفاق می افتد که لزوم استفاده از فرآیندهای حالت جامد مثل روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی را فراهم می آورد. علی رغم مزایای فراوان روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، تلاش هایی به منظور بهبود ریزساختار و خواص مکانیکی اتصالات حاصله انجام شده است. در این پژوهش، به بررسی تاثیر افزایش شدت سرمایش توسط آبگرد و همچنین بررسی تاثیر ارتعاش بر ریزساختار و خواص مکانیکی جوش اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیم 6061 پرداخته می شود. همچنین تاثیر همزمان آبگرد و ارتعاش بر خواص مکانیکی اتصالات مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج نشان داد که ارتعاش با اعمال کرنش بیشتر روی قطعات و آبگرد به دلیل افزایش نرخ سردشدن باعث کاهش اندازه دانه در منطقه اغتشاش می شوند. بررسی ها نشان داد که در اثر افزایش شدت سرمایش در حضور آبگرد، از انحلال رسوبات Mg2Si به طور موثری جلوگیری می شود. نتایج حاصل از آزمون کشش قطعات جوشکاری شده نشان داد که با اعمال ارتعاش و خنک کننده به دلیل ریزشدن دانه ها استحکام اتصالات افزایش می یابد و همچنین به هنگام اعمال همزمان ارتعاش و سردکننده، به دلیل ریزدانه سازی موثرتر و حضور ذرات رسوب Mg2Si، استحکام افزایش چشمگیری پیدا می کند. از طرف دیگر با ریزشدن دانه ها، مرز دانه افزایش پیدا کرده و بدین صورت رشد ترک کمتر شده و این موجب افزایش درصد ازدیاد طول قطعات می شود.
    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, ارتعاش, سرمایش, خواص مکانیکی, آلیاژ آلومینیم 6061}
    S. Yahya Abadi, M. Abbasi*
    Al6061 alloy is widely used in the industry; so, its welding with reliable methods is of great importance. In the fusion welding of these alloys, imperfections such as cracks, cavities, and segregations of alloy element may occur that necessitates the application of solid state welding processes such as friction stir welding method. In spite of the many advantages of the friction stir welding, several attempts have been made to improve the properties of the resulting joints. In this study, the effect of increasing the cooling rate and the effect of vibration during the process on the microstructure and mechanical properties of Al6061 welds . Also, the simultaneous effect of water and vibration on the mechanical properties of the joints is evaluated The results showed that vibration due to increasing the strain  and water due to increasing the cooling rate reduced the size in the stir zone. Investigations revealed that cooling rate increment decreased the dissolution of Mg2 precipitates significantly. The results of the tensile test showed that the strength of the due to the grain refinement as was applied or when increased. Also, when the vibration and coolant were applied simultaneously, the strength increased dramatically due to significant grain refinement and presence of Mg2 precipitates. On the other hand, with grain refinement, the volume fraction of grain boundaries increases and, thus, the growth of the cracks decreases and correspondingly elongation enhances.
    Keywords: Friction Stir Welding, Vibration, Cooling, Mechanical Properties, Al6061 Aluminum Alloy}
  • وحید عابدینی*، میلاد آقایی عطار، پرهام تمیمی
    یکی از روش های اتصال انواع آلیاژهای آلومینیوم عملیات حرارتی پذیر، روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی است. امروزه شکل دهی ورق های حاصل از این روش مورد توجه قرار گرفته است. به منظور ایجاد شکل های پیچیده با عمق زیاد که با روش سنتی امکان پذیر نیست، از روش شکل دهی تدریجی استفاده می شود. روش شکل دهی تدریجی تک نقطه ای روشی انعطاف پذیربرای تولید کم و ساخت مدل اولیه می باشد. در این مقاله به مطالعه تجربی فرآیند شکل دهی تدریجی بر روی ورق آلومینیوم 6061 حاصل از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی پرداخته شده است. در گام اول، اثر سرعت دورانی و سرعت پیشروی ابزار بر خواص مکانیکی ناحیه جوش در آلیاژ آلومینیوم 6061 بررسی و پارامترهای مطلوب استخراج شد. در گام بعدی، اثر روانکار، سرعت دورانی، سرعت پیشروی و مسیر ابزار بر میزان کاهش ضخامت (نازک شدگی) ،زبری و عمق شکست درفرآیند شکل دهی تدریجی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد روانکار و مسیر ابزار، میزان عمق شکل دهی را تا 6/1 برابر افزایش می دهد. همچنین با استفاده از این دو پارامتر اثرات کاهش ضخامت و کیفیت سطح نیز بهیود می یابد.
    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی- اغتشاشی, شکل پذیری, فرآیند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای, کاهش ضخامت, کیفیت سطح}
    V. Abedini *, M. Aghaee Attar, P. Tamimi
    Friction stir welding (FSW) process is a method for joining the aluminum alloys. Nowadays, it is considered to form the blanks fabricated by this method. Single point incremental forming (SPIF) is used to manufacture complex shapes with high depth which is not possible with traditional methods. SPIF is a flexible method for low production or manufacturing a prototype model. In this paper, experiments are performed on the blanks fabricated by FSW process to study the effect of the SPIF parameters. The first step conducted to investigate the influence of rotational speed and feed rate of friction stir welding process on mechanical properties of AA 6061-T6. The output of this step is the appropriate samples for next step. In the next step, the effect of the lubrication, rotational speed, feed rate and tool trajectory has been studied on thickness reduction (thinning), surface roughness and formability. The results show the lubricant and tool trajectory increase the depth of formation up to 1.6 times. Also, these two parameters improve the effects of thickness reduction and surface quality.
    Keywords: Friction stir welding, Formability, Single point incremental forming, Surface roughness, thickness reduction}
  • امیر قیاسوند *، سوران حسنی فرد
    جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی FSW یک روش اتصال حالت جامد است که به منظور رفع محدودیت جوشکاری آلیاژ های آلومینیم ابداع شده است. در پژوهش حاضر شیبه سازی عددی فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای FSSW آلیاژ آلومینیم AA6061-T6 به وسیله یک ابزار بدون پین که دارای یک بخش توگذاری شده از جنس ماده قطعه کار می باشد، در چهار قطر متفاوت صورت پذیرفت. پیک دمایی ایجاد شده در فرایند برای همه حالات شبیه سازی ثبت و با داده های آزمایشگاهی استخراج شده از پژوهش های پیشین به منظور صحه سنجی مورد مقایسه قرار گرفت. با توجه به نتایح عددی حاضر مشخص شد که در فرایند FSSW میزان تولید حرارت و افزایش دما بالاتر از فرایندFSW می باشد که این موضوع به دلیل عدم وجود سرعت انتقالی در این حالت و افزایش حرارت در یک بخش با حجم کوچک تر است. بررسی نیروی عکس العمل عمودی وارد بر ابزار در FSSW صورت پذیرفت، مشاهده شد چنانچه از ابزاری که دارای قسمت تعبیه شده است استفاده شود، پیک نیرویی کاهش می یابد و میزان این کاهش نیرو با افزایش در میزان قطر بخش آلومینیمی افزایش پیدا خواهد کرد. به طوری که در حالت استفاده از ابزار d10 پیک نیرو نسبت به ابزار d0 حدود 10 درصد کاهش را تجربه کرد.
    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, شبیه سازی عددی, تکنیک CEL, آلیاژ آلومینیم}
    A. Ghiasvand *, S. Hassanifard
    Friction Stir welding (FSW) is a solid state technique that was invented to eliminate the limitations of welding of aluminum alloys. In the present study numerical simulation of friction stir welding and friction stir spot welding (FSSW) of AA6061-T6 aluminum alloy by pinless tool which has an embedded part with same material of the workpiece was performed in four different diameters. The temperature peak generated in the process was recorded for all simulation states and compared with previous experimental data for validation purposes. It has been found that in the FSSW process, the heat generation and temperature increase is higher than the FSW process, which is due to the Lack of transitional speed in this case and the increase in heat in a smaller volume section. Investigation of the vertical reaction force of tool was performed in FSSW, it was observed that if an embedded part in tool is used, the peak force is reduced and the amount of this decrease will increase with increasing the diameter of the embedded aluminum section. In the case of using d10 tool, the peak force compared to the d0 tool was about 10% lower.
    Keywords: Friction Stir Welding, Numerical Simulation, CEL Technique, Aluminum Alloy}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال