-
تیتانیوم از مهم ترین عناصر میکروآلیاژی فولادهای کم آلیاژ استحکام بالا و مورد استفاده در صنعت انتقال گاز است. در این مقاله، نانواکسید تیتانیوم و نانوکاربید تیتانیوم (به صورت جداگانه) بر روی دو طرح اتصال مشابه اضافه شد. در ادامه عملیات جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی (بر اساس دستورالعمل ویژه جوشکاری شرکت ملی گاز ایران) بر روی نمونه های فولادی گرید ایکس 65 انجام شد. نتایج نشان می دهد، میزان درصد تیتانیوم در هردو نمونه نانوآلیاژی نسبت به میکروآلیاژی افزایش یافته است. همچنین، میزان درصد تیتانیوم در نمونه نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به اکسید تیتانیوم، افزایش بیشتری داشته است. افزایش میزان تیتانیوم و کاهش اندازه آن، باعث افزایش چشم گیر خواص مکانیکی می شود. نتایج آزمون شارپی نشان می دهد، در نمونه حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم نسبت به نمونه حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم، به میزان 70 درصد افزایش پیدا کرده است. همچنین، استحکام نهایی (نمونه حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و نمونه میکروآلیاژی) 40 درصد افزایش یافته است.کلید واژگان: نانوجوشکاری, فولادهای میکروآلیاژی, خطوط انتقال گاز, خواص مکانیکیTitanium is one of the most important microalloy elements of high strength low-alloy steels used in gas transmission industry. In this paper, titanium nano -oxide and titanium nano- carbide were added to two separate samples in the binding point. Then the Shielded metal arc welding (SMAW) was performed on high-strength low alloy (HSLA) steel with high grade of X-65 according to the special welding method of the National Iranian Gas Company. The results show that the percentage of titanium in both nano-alloy samples has been increased compared to the microalloy. The percentage of titanium in the sample of titanium carbide nanoparticles has increased more than that of titanium oxide nanoparticles. The charpy test results show that in the sample containing titanium oxide nanoparticles compared to the sample containing titanium carbide nanoparticles, has been increased by 70%. Also, the final strength (sample containing titanium carbide nanoparticles compared to the sample containing titanium oxide nanoparticles) has been increased by 40%.Keywords: Nano-Welding, HSLA, Gas Transmission Pipelines, Mechanical Properties
-
در این مقاله، عملیات حرارتی کربوره کردن بر روی جوش حاوی نانو اکسید تیتانیوم و نانو کاربید تیتانیوم (فولاد گرید ایکس 65 خطوط انتقال گاز) انجام شد. نتایج شارپی نشان میدهد، در نمونه کربوره شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و نانو ذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم)، به ترتیب 6 و 42 درصد افزایش پیدا کرده است. همچنین، استحکام نهایی نمونه کربوره شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم) به ترتیب 20 و 28 درصد افزایشیافته است. نتایج نشان میدهد، در هردو نمونه کاربوره شده نانو آلیاژی میزان عمر خستگی افزایشیافته است. همچنین، میزان عمر خستگی در نمونه تمپر شده نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به اکسید تیتانیوم، افزایش بیشتری داشته است. نتایج آزمون خستگی نشان می دهد، در نمونه کربوره شده حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه کربوره شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم، میزان عمر خستگی (بار 150 نیوتن) به میزان 20 درصد افزایش پیدا کرده است. در این بارگذاری عمر خستگی (نمونه کربوره شده حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی) 31 درصد افزایشیافته است.نتایج نشان میدهد، در هردو نمونه کربوره شده نانو آلیاژی میزان عمر خستگی افزایشیافته است نتایج آزمون کرنش سنجی سوراخ نشان میدهد، در نمونه کربوره شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم)، تنش پسماند محیطی به ترتیب 9 و 6 درصد کاهش پیدا کرده است.کلید واژگان: نانو جوشکاری, کربوره کردن, خستگی, تنش پسماند, مقاومت به ضربهIn this article the effects of carburizing heat treatment on girth weld with containing titanium oxide and titanium carbide nanoparticles (X-65 grade of gas pipeline) is evaluated. The charpy results show that in the carburized sample containing titanium oxide and titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample (containing titanium carbide and titanium carbide nanoparticles), has been respectively increased by 6% and 42%. Also, the ultimate strength carburized sample containing titanium oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample (containing titanium oxide and titanium carbide nanoparticles) has been respectively increased by 20% and 28%. The results show that the fatigue life in both carburized nano-alloy samples has been increased. The fatigue life in the carburized sample of titanium carbide nanoparticles has increased more than that of titanium oxide nanoparticles. The fatigue test results show that in the carburized sample containing titanium carbide nanoparticles compared to the tempered sample containing titanium oxide nanoparticles, fatigue life (150-N force) has been increased by 20%. In this loading the fatigue life (tempered sample containing titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample) has been increased by 31%. The results show that the residual stress in both carburized nano-alloy samples has been decreased The hole drilling strain gage results show that in the tempered sample containing titanium oxide oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample (containing titanium oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles), hoop residual stresses has been respectively decreased by 9% and 6%.Keywords: Nano-Welding, Carburizing, Fatigue, Residual stress, Impact strength
-
عملیات حرارتی تمپرکردن روی جوش حاوی نانواکسید تیتانیوم و نانوکاربید تیتانیوم (فولاد گرید ایکس 65 خطوط انتقال گاز) انجام شد. نتایج شارپی نشان می دهد که در نمونه تمپرشده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم)، به ترتیب 26 و 15% افزایش پیدا کرده است. همچنین استحکام نهایی نمونه تمپرشده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم) به ترتیب 6 و 4% کاهش یافته است. نتایج نشان می دهد که در هر دو نمونه تمپرشده نانوآلیاژی میزان عمر خستگی افزایش یافته است. همچنین میزان عمر خستگی در نمونه تمپرشده نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به اکسید تیتانیوم افزایش بیشتری داشته است. نتایج آزمون خستگی نشان می دهد که در نمونه تمپرشده حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه تمپرشده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم، میزان عمر خستگی (بار 150 نیوتن) به میزان 30% افزایش پیدا کرده است. در این بارگذاری عمر خستگی (نمونه تمپرشده حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی) 19% افزایش یافته است. نتایج نشان می دهد که در هر دو نمونه تمپرشده نانوآلیاژی میزان عمر خستگی افزایش یافته است. نتایج آزمون کرنش سنجی سوراخ نشان می دهد که در نمونه تمپرشده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم) تنش پسماند محیطی به ترتیب 48 و 45% کاهش پیدا کرده است.
کلید واژگان: نانوجوشکاری, تمپرکردن, خستگی, تنش پسماند, مقاومت به ضربهThe effects of tempering heat treatment on girth weld containing titanium oxide and titanium carbide nanoparticles (X-65 grade of the gas pipeline) were evaluated. The Charpy results show that it has been respectively increased by 26% and 15% in the tempered sample containing titanium oxide and titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample (containing titanium carbide and titanium carbide nanoparticles). Also, the ultimate strength tempered sample containing titanium oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample (containing titanium oxide and titanium carbide nanoparticles) has been respectively decreased by 6% and 4%. The results show that the fatigue life in both tempered nano-alloy samples has been increased. The fatigue life in the tempered sample of titanium carbide nanoparticles has increased more than the fatigue life in titanium oxide nanoparticles. The fatigue test results show that in the tempered sample containing titanium carbide nanoparticles compared to the tempered sample containing titanium oxide nanoparticles, fatigue life (150-N force) has been increased by 30%. In this loading, the fatigue life (tempered sample containing titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample) has been increased by 19%. The hole drilling strain gage results show that in the tempered sample containing titanium oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles, hoop residual stresses have been respectively decreased by 48% and 45% compared to the no heat treatment sample (containing titanium oxide and titanium carbide nanoparticles).
Keywords: Nano-Welding, Tempering, Fatigue, Residual Stress, Impact Strength -
تیتانیوم از مهم ترین عناصر میکروآلیاژی مورد استفاده در صنعت انتقال گاز است. در این مقاله به صورت جداگانه نانوکاربید تیتانیوم و نانواکسید تیتانیوم اضافه شد. در ادامه روی نمونه های براساس دستورالعمل ویژه جوشکاری شرکت ملی گاز ایران عملیات جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی انجام شد. عملیات حرارتی آنیل کردن روی جوش حاوی نانواکسید تیتانیوم و نانوکاربید تیتانیوم (فولاد گرید X65 خطوط انتقال گاز) انجام شد. نتایج آزمون شارپی نشان می دهد که در نمونه آنیل شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم) انرژی جذب شده به ترتیب 13 و 9% افزایش پیدا کرده است. همچنین استحکام نهایی نمونه آنیل شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم) به ترتیب 8 و 3% کاهش یافته است. در هر دو نمونه آنیل شده نانوآلیاژی میزان عمر خستگی افزایش یافته است. همچنین میزان عمر خستگی در نمونه آنیل شده نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به اکسید تیتانیوم، افزایش بیشتری داشته است. عمر خستگی (نمونه آنیل شده حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی) 16% افزایش یافته است. نتایج آزمون کرنش سنجی سوراخ نشان می دهد که در نمونه آنیل شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی، تنش پسماند محیطی به ترتیب 31 و 19% کاهش پیدا کرده است.
کلید واژگان: نانوجوشکاری, آنیل کردن, خستگی, تنش پسماند, مقاومت به ضربهTitanium is one of the most important microalloy elements used in the gas transmission industry. In this paper, titanium nano-oxide and titanium nano-carbide were added to two separate samples. Then the shielded metal arc welding (SMAW) was performed on high-strength low alloy steel according to welding procedure specification of the national Iranian gas company. The effects of annealing heat treatment on girth weld with containing titanium oxide and titanium carbide nanoparticles (X-65 grade of gas transmission pipeline) were evaluated. The Charpy test results show that in the annealed sample containing titanium oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample (Containing titanium carbide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles), energy absorbed has been respectively increased by %13 and %9. Also, the ultimate strength of the annealed sample containing titanium oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles compared to the non-heat treated sample has been respectively decreased by %8 and %3. The fatigue life in both annealed nano-alloy samples has been increased. Also, the fatigue life in the annealed sample of titanium carbide nanoparticles has increased more than fatigue life in the titanium oxide nanoparticles. The fatigue life (Annealed sample containing titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample) has been increased by %16. The hole drilling strain gage results show that in the annealed sample containing titanium oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles compared to the non-heat treated sample, hoop residual stresses has been respectively decreased by %31 and %19.
Keywords: Nano-Welding, Annealing, Fatigue, Residual Stress, Impact Strength -
در این تحقیق از نانو ذرات سنتزشده کامپوزیتی اکسید فلزی بر پایه آلومینا همراه با پوشش منگنز به منظور بهبود ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال لب به لب جوش یک پاسه ورق فولاد کم کربن با استفاده از فرآیند GMAW استفاده شده است. پس از انتخاب پارامترهای مناسب جوشکاری و اضافه نمودن مقادیر 25/0 و 5/0 گرم از نانو پودر به دست آمده به درز جوش و انجام فرآیند جوشکاری، نمونه های موردنیاز جهت آزمون ریز سختی سنجی و کشش آماده شدند. سپس، نمونه بهینه با توجه به عدم وجود عیوب ظاهری و متالورژیکی در ریزساختار و با توجه به بیشترین استحکام کششی نهایی انتخاب شد. ریزساختارهای حاصل با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و سطح شکست نمونه ورق بدون مواد نانو نمونه بهینه با حضور مواد نانو مورد مطالعه قرار گرفت. نانو ذرات به منطقه جوش نفوذ کرده و باعث ایجاد ساختار سوزنی شکل (فریت سوزنی) و درهمبافته گردیده است. علت تشکیل این ساختار را می توان حضور نانو ذرات در حین فرآیند جوشکاری و تشکیل مراکز جوانه زا جهت ایجاد جوانه های مناسب در مکان های مناسب دانست. با توجه به نتایج، استحکام کششی نهایی و درصد ازدیاد طول به ترتیب از 387 مگاپاسکال و 8/6 درصد به 408 مگاپاسکال و 6/13 درصد افزایش یافت. مقدار میانگین سختی در ناحیه فلز جوش در نمونه جوشکاری شده با 5/0 گرم پودر نسبت به نمونه بدون پودر از VHN 158 به VHN 172 افزایش یافت.
کلید واژگان: نانو ذرات MnO, Al2O3 فرآیند جوشکاریGMAW ریزساختار استحکام کششی نهایی ریز سختیThis paper reports an investigation carried out to determine the effect of aluminum oxide Nano-particles coated with manganese on the microstructure and mechanical properties of single-pass butt joint of low carbon steel plates of 6.0 mm thicknesses using gas metal arc welding process. After selecting appropriate welding parameters and adding 0.25 gr and 0.5 gr of Nano-particles into the joint line and carrying out the welding, the samples were prepared for micro hardness and tensile tests. Furthermore, the sample with optimum Nano-particles having the highest ultimate tensile strength and without having any visible and metallurgical defects in the microstructure was selected for further investigation. Subsequently, microstructures of the weld without and with optimum Nano-particles were studied using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) and the fractured surface of the weld obtained from tensile testing was investigated for the samples without Nano particles and the optimum sample with Nano materials were studied. The results show that Nano-particles added to the weld pool penetrated into the weld zone and helped in formation of acicular ferrite in the microstructure. Based on the results obtained, ultimate tensile strength and percentage of elongation of samples without Nano-particles and with optimum Nano-particles were increased from 387 MPa and 6.8% to 408 MPa and 13.6%, respectively. In addition, the average hardness of the weld metal without Nano-particles and with optimum Nano-particles were increased from 158 VHN to 172 VHN respectively
Keywords: MnO, Al2O3 Nano, particles GMAW process Microstructure Ultimate tensile strength Micro, Hardness -
یکی از مشخصه های کیفیت اتصالات جوش شده در جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (GMAW) ارتفاع جوش (WH) می باشد. این مقاله بر یک مطالعه ی آزمایشگاهی که به منظور دستیابی به یک مدل با استفاده از شبکه ی عصبی مصنوعی (ANN) برای پیش بینی WH در فرآیند GMAW با حضور نانوذرات TiO2 انجام شد، تاکید دارد. برای مدلسازی، ولتاژ قوس، جریان جوشکاری، سرعت جوشکاری، درصد گاز آرگون در ترکیب گاز Ar و CO2 و ضخامت نانوذرات TiO2 به عنوان پارامترهای ورودی و WH به عنوان پارامتر خروجی در نظر گرفته شدند. در آزمایش ها ماتریس طراحی دالرت به منظور جمع آوری داده استفاده شد. مدل ANN ایجاد شد و توسط 5 آزمایش خارج از ماتریس طراحی ارزیابی شد. نتیجه ی قابل توجه این مطالعه مکانیزم تمرکز قوس به علت اثرات متقابل بین پارامترهای ورودی جوشکاری و نانوذرات TiO2 می باشد. علاوه براین نتایج نشان داد که افزایش ضخامت نانوذرات TiO2 تا حدود mm 9/0 ارتفاع جوش را افزایش داد درحالیکه در ادامه با افزایش بیشتر ضخامت تا mm 1 ارتفاع جوش کاهش یافت. در حقیقت این تغییر در ارتفاع جوش می تواند به علت آزاد شدن اکسیژن ناشی از تجزیه ی گرمایی نانوذرات TiO2 و CO2 روی سطح حوضچه ی مذاب باشد، که کشش سطحی را تحت تاثیر قرار داد و در نهایت جهت جابجایی مارانگونی جریان سیال را در حوضچه ی مذاب تغییر داد و در نتیجه بر WH تاثیر گذاشت. در روش ANN، MSEvalidation=0.0066، MSEvalidation=0.0063 و MSEtest=0.0093 می باشد. درنهایت نتیجه گرفته شد که ANN یک روش دقیق برای پیش بینی ارتفاع جوش می باشد.
کلید واژگان: نانوذرات TiO2, ماتریس طراحی دالرت, فرآیند GMAW, ارتفاع جوش, شبکه ی عصبی مصنوعیOne of the quality characteristics of welded joints in gas metal arc welding (GMAW) is weld height (WH). This paper highlights an experimental study carried out to develop a model using artificial neural network (ANN), to predict WH in GMAW in the presence of TiO2 nano-particles. For developing the model, the arc voltage, welding current, welding speed, percentage of Ar in Ar-CO2 mixture and thickness of TiO2 nano-particles were considered as input parameters and WBH as the response. A Doehlert design matrix was employed in the experiments to generate experimental data. The ANN model was developed and validated by conducting five extra runs. The remarkable outcome of this study is the mechanism of arc constriction due to interacting effects between welding input parameters and TiO2 nano-particles. Moreover, the results showed that increasing thickness of TiO2 nano-particles up to almost 0.9 mm increased weld height whereas, its further increase up to 1.0 mm, decreased weld height subsequently. In fact, this variation in weld height could be due to thermal dissociation of TiO2 nano-particles and CO2 releasing oxygen onto weld pool surface, which influenced its surface tension and consequently, changed direction of the Marangoni convection of fluid flow in weld pool and as a result, affected WH. For ANN technique, MSEtrain=0.0066, MSEvalidation=0.0063 and MSEtest=0.0093. Finally, it is to be concluded that ANN is an accurate technique for predicting weld height.Keywords: TiO2 Nano, Particles, Doehlert Design Matrix, GMAW Process, Weld Height, Artificial Neural Network -
In this paper a new attempt is made by optimization of welding parameters in welded butt joint the Hybrid LM25 Aluminium Metal Matrix Nano Composite Cylindrical Rod Samples. Here Hybrid LM25 Aluminium metal matrix nano composite (AMMNC) is made by using stir casting method. Here Base metal LM25 Aluminium alloy is adding the reinforcing matrix as 2% of nano Silicon carbide particles along with 3% of nano alumina for producing Hybrid AMMNC Samples. Joining of this Hybrid AMMNC samples are done by using TIG welding, due to its low cost and good quality of welds among arc welding processes these reinforcements are dispersed as nano particles to get a benefit of enhancing in their strength. While joining of hybrid AMMNC cylindrical rod butt joint by using TIG welding process. To optimize the TIG welding parameters such as Welding pulse current, Arc voltage and Shielding gas flow rate experiment is designed using One-Factor Multilevel-Categorical Factor technique. By conducting the experiment, effect of welding parameters such as welding pulse current, Arc Voltage and shielding gas flow rate on weld centre micro hardness is evaluated. Regression equation is developed using Design-Expert version 11 statistical software to predict the weld centre micro hardness. Correlation co-efficient (r2) showed 0.95 and error % showed less than 5% which means the regression equations are developed in the most consistent. Empirical model is developed to optimize the pulsed current parameters of welding is also performed using Design Expert - statistical software. Optimized values for pulse on welding time, arc voltage and shielding gas flow rates are 120A, 21V and 12 l/m respectively. Optimized predicted value of weld centre micro hardness has been observed as 100HV. Trial runs are performed for optimized PCTIG welding condition to check the consistency of the model, which resulted only 5% of deviation between experimental values and predicted values. It shows the optimized welding pulsed current, Arc Voltage and Shielding gas flow rate parameters resulted in higher micro hardness value which implies that strength of the weld is increased with respect to optimize welding parameters. In addition to investigate the temperature distribution in optimized Hardness value of welded AMMNC sample. Then heat fusion in the size and distribution of heat source, the travel speed, the heat conduction in the welding direction and the surface heat loss during welding are considered. A numerical scheme is developed to solve the three dimensional problem. With the help of a mathematical model, the effect of welding parameters such as heat input of the weld, preheating of the work piece and moving velocity of heat source on weld penetration in welded AMMNC cylindrical rod samples are discussed. The steady-state temperature profiles of the welded AMMNC samples are solved by finite difference method. In addition, a thermal experiment such as Heat Flux Differential Scanning Calorimeter Experiment is conducted to verify the theoretical results and Numerical results in ANSYS software. The predicted values from the proposed model are compared with the experimental data of optimized welded AMMNC samples.Keywords: LM25 Al Metal Matrix Nano Composite Cylindrical Rod (AMMNC), Tungsten Inert Gas Welding (TIG), Silicon Carbide (SiC), Nano Particle (np)
-
آن چه که دراین مقاله آمده است پیش بینی تاثیر نانوذرات اکسید زیرکونیوم (ZrO2) در حضور سایر پارامتر های جوشکاری قوسی فلز- گاز فولاد کم کربن به منظور بررسی سختی منطقه جوش، با استفاده از منطق فازی می باشد. در این واکاوی ولتاژ جوشکاری، جریان جوشکاری، سرعت جوشکاری، طول موثر الکترود و ضخامت پوشش نانوذرات اکسید زیرکونیوم به عنوان متغیرهای ورودی و سختی ناحیه ذوب شده به عنوان متغیر خروجی درنظر گرفته شد. برای انجام آزمایش ها و جمع آوری داده ها از طراحی مرکب مرکزی چرخش پذیر، با پنج متغیر در پنج سطح استفاده شد. سختی ناحیه ذوب شده در تمام نمونه های جوشکاری شده اندازه گیری و نتایج پیش بینی شده توسط منطق فازی با داده های آزمایشی مقایسه شد. نتایج تحقیق نشان داد که با افزایش میزان نانوذرات ZrO2 سختی از 78 به HRB 84 افزایش می یابد. در این تحقیق، ضریب همبستگی به دست آمده با استفاده از منطق فازی 8/99 بود. با توجه به نتایج حاصل شده، منطق فازی به دلیل دقت بالای آن می تواند برای پیش بینی ناحیه جوش مورد استفاده قرار گیرد. همچنین حضور نانو ذرات ZrO2 در حوضچه جوش باعث افزایش عمق نفوذ تا 2 برابر شد.
کلید واژگان: جوشکاری قوسی فلز-گاز, نانوذرات اکسید زیرکونیوم, سختی فلزجوش, منطق فازی, نفوذ جوشThis paper reports the applicability of fuzzy logig (FL) to predict the hardness of melt zone (HMZ) during the gas metal arc welding (GMAW) process, which is affected by the combined effect of ZrO2 nano-particles and welding input parameters. The arc voltage, welding current, welding speed, stick-out, and ZrO2 nano-particles were used as the input parameters and HMZ as the response to develop FL model. The predicted results from FL were compared with the experimental data. The most important input parameter affecting the HMZs was the addition of ZrO2 nanoparticle coatings with a thickness of 1 mm, which increased the hardness from 78 to 84 HRB. The correlation factor value obtained was 99.98% between the measured and predicted values of HMZ. The results showed that FL is an accurate and reliable technique for predicting HMZ because of its low error rate. Also, the presence of ZrO2 nano-particles in the weld pool has increased the penetration up to 2 times.
Keywords: Gas metal arc welding, Hardness of melted zone, ZrO2 nano-particles, Fuzzy logic, Weld penetration -
هدف از این تحقیق بررسی اثر تعداد پاس بر روی خواص مکانیکی و ریزساختار جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی پیوسته لب به لب آلومینیوم 2024 با افزودن ذرات نانو آلومینا در درز جوشکاری است. ترکیبی از سرعت دورانی و سرعت پیشروی بر روی نمونه ها اعمال شده است. نمونه بهینه با توجه به عدم وجود عیوب ظاهری و متالورژیکی در ریز ساختار و با توجه به بیشترین استحکام کششی نهایی انتخاب شد و ریز ساختارهای حاصل با استفاده از میکروسکوپ نوری و سطح شکست نمونه ورق خام و نمونه بهینه حکاکی شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل بیانگر آن است که در جوشکاری با سرعت دورانی 1400 دور بر دقیقه و پیشروی 16 میلی متر بر دقیقه در دو پاس جوشکاری پیوسته استحکام کششی نهایی نسبت به نمونه عاری از ذرات تقویتی نانو آلومینا بهبود یافته ولی با افزایش تعداد پاس جوشکاری استحکام کششی نهایی کمتر از استحکام نمونه بدون پودر شد. میانگین سختی در ناحیه هم خورده جوش در نمونه جوشکاری شده با پودر نسبت به نمونه جوشکاری شده بدون پودر افزایش یافت ولی افزایش تعداد پاس جوشکاری تاثیر چشمگیری بر افزایش میانگین سختی در ناحیه هم خورده نداشت. اندازه دانه نیز تا پاس دوم جوشکاری کاهش یافت و پس از آن با افزایش تعداد پاس جوشکاری در اندازه دانه تغییر چشمگیری مشاهده نشده است.
کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, استحکام کششی نهایی, میکرو سختی, ذرات نانو آلومینا, اندازه دانهThe main aim of this experiment is to investigate the effects of Nano-size Al2O3 on the mechanical properties and microstructure of multi-passes friction stir welding of Al 2024 lap joint. Nano particles were added into the joint line. A combination of rotational speed and travelling speeds were performed. Optical microscopy and scanning electron microscope were used to investigate the microstructure and fracture surface of samples respectively. Optimum condition (sample) was selected due to highest ultimate tensile strength (UTS). It was seen that sample which included Nano particles and fabricated by 1400 rev/min rotational speed and 16 mm/min travelling speed in second pass of continues welding had improvement in UTS in comparison to one pass welded sample of particle free and after that increasing the number of passes reduce the UTS. The average micro hardness of the sample which was particle rich were increased in comparison to particle free sample in nugget zone. Increasing the number of passes was not effect average micro hardness in nugget zone significantly. Grain sizes were reduced by 2 passes welding and after that no significant reduction has been seen.Keywords: Friction stir welding, Ultimate tensile strength, Micro, hardness, Nano, size Al2O3, Grain size -
در تحقیق حاضر اتصال غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیم 5754 به 6063 به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با / بدون افزودن نانو لوله کربنی مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفته است. نمونه های جوشکاری شده ابتدا توسط آزمون های غیر مخرب نظیر بازرسی چشمی، امواج فراصوتی و پرتونگاری بررسی گردید و عدم وجود عیوب در ناحیه اتصال مورد تایید قرار گرفت. نتایج سختی سنجی حاکی از آن است که ساختار جوشکاری شده با حضور نانو لوله های کربنی در ناحیه اغتشاش دارای سختی بالاتری است. به منظور توزیع بهتر نانو لوله های کربنی در ناحیه اغتشاشی، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در 2 پاس انجام شد و مشاهده شد که بعد از پاس دوم پروفیل سختی در ناحیه اتصال یکنواخت تر شده و استحکام کششی نسبت به حالت یک پاس، افزایش 25 درصدی نشان می دهد. همچنین مقدار ضریب اصطکاکی در نمونه دو پاس جوشکاری شده، در حدود 30 درصد از مقدار ضریب اصطکاک فلز پایه کمتر است. با توجه به وابستگی مقاومت سایشی به مقدار سختی و ضریب اصطکاک، می توان نتیجه گرفت که مقاومت سایشی نیز در نانوماده مرکب سطحی تولید شده در ناحیه اغتشاش افزایش یافته است.کلید واژگان: جوشکاری غیرهمجنس, آلیاژ آلومینیم, نانولوله کربنی, جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, آزمون سایشThe purpose of this study was to examine the effect of adding Nano particles such as Nano Carbon Tube during Friction Stir Welding (FSW) on dissimilar Al alloy joints. More specifically, both FSW and Friction Stir Processing (FSP) were performed simultaneously to investigate the effect of adding Nano particles on mechanical properties and microstructure of the weld zone for joining AA5754-H22 and AA6063-T4aluminum alloys. Reliability of the joints was tested by non-destructive tests such as visual inspection, ultrasonic, and radiography. The global mechanical behaviors of dissimilar welds were similar to that of the base material. Important losses in ductility were also reported for dissimilar welds. Microstructural evaluation of fractured surfaces indicated that ductile fracture was the major mechanism of similar and dissimilar welds. We expected that the locks for dislocation moving would improve the mechanical properties of the weld zone. Also, the friction coefficient in the two-passes welded sample was about 30% lower than the friction coefficient of the base metal. On the bases of the wear resistance of hardness and the coefficient of friction, it was concluded that the wear resistance of the surface Nano-composite produced had also increased in the stir zone.Keywords: Dissimilar welding, Al alloy, CNT, Friction stir welding, wear test
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجهای نباشند.
-
معتبرحذف فیلتر