عنوان پایان‌نامه
بررسی ریز ساختار و خواص مکانیکی اتصال به غیر همجنس آلیاژ آلومینیم
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-جوشکاری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1048;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59499
- تاریخ دفاع
- ۰۴ خرداد ۱۳۹۲
- دانشجو
- سیدعلی سیدرضازاد
- استاد راهنما
- سیدعلی اصغر اکبری موسوی
- چکیده
- در سالهای اخیر توجه به کاهش وزن سازهها در صنایعی نظیر حمل ونقل، جهت کاهش مصرف سوخت و در نتیجه کاهش آلایندگی محیط زیست، باعث استفاده از آلیاژهای آلومینیم به جای فولادها و یا در کنار آنها و لزوم اتصال دهی آنها شده است. در این پژوهش، جوشکاری ورقهایی از جنس آلیاژ آلومینیم 5083 به فولاد زنگ نزن آستنیتی L316 با ضخامت mm1 به روش لیزرضربانیNd:YAG و به صورت لب به لب مورد بررسی قرار گرفت. در هنگام جوشکاری، حوضچه جوش توسط گاز آرگن با سرعت جریان ثابت 15 لیتر بر دقیقه حفاظت شد. ابتدا جوش پذیری آلومینیم به فولاد، توسط جوشکاری لیزر بدون لایه واسط بررسی شد و راههایی از قبیل انحراف پرتو و تغییر زاویه آن برای دستیابی به اتصال مطلوب مورد ارزیابی قرار گرفت که با توجه به عدم موفقیت در اتصال دهی و تشکیل عیوبی نظیر ترک و جدایش، جوش پذیری این دو آلیاژ با استفاده از لایه های واسط آلیاژ مس 77000C، نیکل-5% آهن و نقره-12% مس به طور جداگانه، مورد ارزیابی قرار گرفت. از روشهای متالوگرافی با میکروسکوپهای نوری و الکترونی روبشی، پراش پرتو ایکس و میکروسختی سنجی برای ارزیابی نتایج استفاده شد. در جوشهای انجام شده با لایه واسط آلیاژ نقره، ریزساختار، خواص مکانیکی اتصال و تاثیر متغیرهای جوشکاری لیزر نظیر ولتاژ دستگاه لیزر، سرعت جوشکاری، بسامدضربان و پهنای زمانی ضربان بر هندسه جوش بررسی شد. ریزساختار جوش در فصل مشترک فولاد، دانه های ستونی بوده و در مرکز جوش از دانه های هممحور تشکیل شده است. بررسی پراش پرتو ایکس و تجزیه شیمیایی نقطه ای عناصر، احتمال تشکیل فازهایی نظیر FeAl، Fe3Al، AlNi و Ag2Al در جوشکاری این آلیاژها را نشان میدهد. سختی حوضچه جوش در مجموع، از 400 تا 700 ویکرز متغیر بود. متغیرهای بهینه جوشکاری شامل: ولتاژ 550 ولت، بسامد 6/5 هرتز، قطر پرتو 0/3 میلیمتر، سرعت 1/5 میلیمتر بر ثانیه، پهنای زمانی 1/9 میلی ثانیه و تمرکز پرتو روی مرز فولاد بوده و بیشترین استحکام مربوط به این متغیرها، MPa 79 بود. شکست نمونه ها از فصل مشترک آلیاژ آلومینیم و فلز جوش رخ داده و سطح شکست نشان دهنده شکست ترد بود.
- Abstract
- In recent years, the automobiles with light weight structure have attracted great interests because of energy saving and environmental protection. The popular methods to decrease the weight of automobiles are the welding of steel and aluminum alloys. In this research, butt welding of 1 mm sheet of 5083 Aluminum alloy to 316L stainless steel using Nd:YAG laser was studied. During Welding, the weld pool shielded with Argon gas with the flow rate of 15 lit/min. Firstly, laser weldability of Aluminum and stainless steel were studied without filler metal and some solutions like laser beam offset and angle were employed to reduced the joint defects, but they were unsuccessful. Then the samples welded with different alloys including C77000 Copper alloy, Ni-5% Fe alloy and Ag-12%Cu alloy. Metallographic techniques by optic microscope and scanning electron microscope, XRD and microhardness were carried out for evaluating the results. In samples welded by Ag alloy, the microstructure, mechanical properties and effect of laser welding parameters on the weld geometry were studied. The microstructure in the samples was consisting of columnar grains in steel/weld interface and equiaxed grains in weld center. The result of XRD and EDS tests showed that phases like FeAl, Fe3Al, AlNi and Ag2Al could be formed. The hardness of the weld differs from 400 to 700 HV. The optimum welding parameters were voltage of 550v, frequency of 6.5 Hz, beam diameter of 0.3mm, welding speed of 1.5 mm/sec and pulse duration of 1.9 ms. The maximum tensile strength was 79 MPa which achieved by optimum parameters. The tensile test samples broke from Aluminum/weld interface.
