عنوان پایان‌نامه
طراحی و ساخت دستگاه اندازه گیری تنش های پسماند به روش کرنش سنجی سوراخ جهت ارزیابی تنش های پسماند در اتصالات جوشی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 1086;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76356
- تاریخ دفاع
- ۲۶ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- مجید فرهنگ مرنی
- استاد راهنما
- محمد رضا فراهانی
- چکیده
- وجود تنش¬های پسماند در مقاومت مواد در برابر عواملی همچون خستگی، خوردگی و شکست تأثیرات شدیدی دارند. وجود حرارت محلی در حین جوشکاری منجر به شکل‌گیری و توسعه تنش‌های پسماند می‌شود. در این پژوهش اتصالات جوشی بر روی آلیاژ آلومینیوم 6T2024 موردمطالعه قرارگرفته است. به دلیل جوش‌پذیری پایین این آلیاژ از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای جوشکاری استفاده‌شده است. دو متغیر سرعت دورانی و سرعت پیشروی از کلیدی‌ترین متغیرهای تأثیرگذار بر کیفیت اتصالات تولیدشده به این روش هستند. در این پژوهش با اندازه‌گیری تنش‌های پسماند در نمونه‌های تولیدشده با متغیرهای فرایندی متفاوت اثر آن‌ها بر بزرگی تنش‌های پسماند موردمطالعه قرارگرفته است. آزمایش اندازه¬گیری تنش¬های پسماند در این نمونه به روش کرنش سنجی سوراخ و مطابق با استاندارد ASTM E837 انجام شد. نتایج حاکی از آن است که اندازه تنش پسماند در نواحی تحت تأثیر شانه نسبت به خط مرکزی جوش بیشتر است. مشاهده‌شده که با افزایش سرعت دورانی و سرعت پیشروی اندازه تنش¬ها در خط جوش به دلیل افزایش حرارت و تغییر شکل پلاستیک شدید افزایش می¬یابند. برای رسیدن به یک کیفیت ایده¬آل اثر سرعت¬های دورانی و پیشروی مختلفی بررسی‌شده و در نهایت نمونه به‌دست‌آمده با سرعت دورانی 1600 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 25 میلی¬متر بر دقیقه فارغ از عیوب رایج جوشی پرتنش‌ترین قطعه تشخیص داده شد. برای اطلاع از کیفیت خواص مکانیکی نمونه‌های جوشکاری شده، آزمایش کشش، سختی و متالوگرافی انجام شد. آزمایش کشش حاکی از این مطلب بود که استحکام کششی قطعه تولیدشده با سرعت دورانی1120 دور بر دقیقه و 25 میلی‌متر بر دقیقه دارای استحکام و تغییر طول بالاتری می‌باشد .همچنین در بررسی سختی، قطعه ایجادشده توسط متغیرهای 1120دور بر دقیقه و 25 میلی‌متر بر دقیقه دارای میانگین سختی بیشتری است. میانگین اندازه دانه در نمونه جوشکاری شده با سرعت دورانی 1600 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 25 میلی‌متر بر دقیقه به دلیل وجود حرارت بیشتر نسبت به سایر نمونه‌ها دارای بیشینه مقدار بود.
- Abstract
- The presence of residual stress has a serious effect on the structure resistance to the failure modes such as fatigue, corrosion and fracture. The localized heating during welding leads to the formation and development of residual stresses. In this research, the welded joints from 2024-T6 aluminum alloy have been studied. Due to low weldability of this alloy, the friction stir welding method is used for it. The tool rotational speed and feed rate are the two key parameters that affect the weld quality produced in this way. In this study, by measurement of residual stresses, the effects of process parameters on the magnitude of residual stresses were considered. The residual stresses were measured in the specimens with different process parameters. The measurement of residual stresses is performed by hole-drilling strain-gage method in accordance with ASTM E837 standard. The results indicated that the magnitude of residual stress in the affected areas by the tool shoulder is higher than the other zones. It is observed that with increasing in rotational speed and feed rate, the magnitude of residual stresses in the weld line is increased. It can be explained by the higher welding heat input and more plastic deformation at higher rotational speeds and feed rate. For investigation of welding quality, the specimens’ tensile, hardness and metallurgical properties were examined. Tensile tests showed that the specimen welded by rotational speed of 1120 rpm and feed rate of 25 mm/min has the highest tensile strength and elongation. The hardness tests indicated that the specimen welded by rotational speed of 1120 rpm and feed rate of 25 mm/min has the highest average hardness. Moreover the specimen welded by rotational speed of 1600 rpm and feed rate of 25 mm/min had the highest grain size, because of its higher welding heat input.
