وبلاگ

 

 

بررسی سخت کاری سطحی آلیاژ آلومینیوم 6061 بوسیله جوشکاری

 

نگارنده:

 

افشین رضایی

 

 

 

آلومینیوم و آلیاژهای آن خواص تریبولوژیکی ضعیفی دارند که موجب محدودیت در استفاده از آنها شده است. تحقیقات فراوانی برای بهبود خواص تریبولوژیکی آلومینیوم و آلیاژهای آن انجام گرفته است این تحقیقات را می‌توان به بهینه سازی ترکیب آلیاژ و تولید کامپوزیت های زمینه فلزی و کاربرد روش های مختلف مهندسی سطح تقسیم بندی کرد. سخت کاری سطحی نوعی از عملیات حرارتی است که در آن با بهره گرفتن از شرایط خاص کاری و محیطی سطح قطعه را سخت کرده درحالیکه ترکیب شیمیایی داخل قطعه تغییر نمی کند و در نهایت قطعه ای حاصل می شود که سختی سطحی مطلوب در کنار چقرمه بودن دارد . در این تحقیق با ایجاد لایه آلیاژی حاصله از جوش در سطح به منظور افزایش سختی و مقاومت به سایش سطحی آلومینیوم حاوی منیزیوم و سیلیسیوم، با بهره گرفتن از انرژی حاصله از جوشکاری TIG و فیلر، جوشکاری آلیاژ انجام گرفت و سختی سنجی و مقاومت به سایش آنها تحت شرایط مختلف بررسی ‌شد. با افزایش دمای پیشگرمی تا150 درجه سانتیگراد هر دو خاصیت سختی و مقاومت به سایش بهبود چشمگیر پیدا کرد و پس از ان، افزایش دمای پیشگرمی مخرب بود وباعث کاهش در این دو خاصیت شد. افزایش تعداد لایه های جوش مقاومت سایشی نمونه ها را افزایش داد و سختی نمونه ها از خود کاهش نشان داد. علت افزایش مقاومت به سایش، مقاومتی است که در برابر کنده شدن واصطلاحا پوسته شدن لایه در اثر افزایش تعداد لایه ها به وجود امده است. همچنین با افزایش سرعت جوشکاری خواص مکانیکی از جمله سختی و مقاومت به سایش افزایش پیدا کرد . با کاهش دبی به مقدار lit/min 10    خواص مکانیکی بهبود یافت و بعد از ان ، کاهش مقدار دبی، مخرب بود و سختی ومقاومت به سایش کاهش پیدا کرد.

 

 

 

فصل اول

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

کلیات تحقیق

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

کلیات تحقیق:

 

 

 

از آنجا که آلومینیوم و آلیاژهای آن دارای قدمت نسبتا کوتاهی به عنوان یک ماده صنعتی می باشند با این حال به علت داشتن خواص مورد نیاز صنعت مصرف و تولید آنها رو به افزایش است. تا قبل از جنگ جهانی دوم آلومینیوم بیشتر به عنوان وسایل آشپزخانه کاربرد داشت اما امروزه در صنایع دفاعی، در بدنه هواپیما و اتومبیل ها کاربردهای فراوانی دارد. این موضوع به دلیل خواص آن که شامل نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت به خوردگی خوب، سهولت ساخت، هدایت گرمایی بالا و قیمت پایین آنها است .

 

آلومینیوم و آلیاژهای آن خواص تریبولوژیکی ضعیفی دارند که موجب محدودیت در استفاده از آنها شده است . تحقیقات فراوانی برای بهبود خواص تریبولوژیکی آلومینیوم و آلیاژهای آن انجام گرفته است این تحقیقات را می‌توان بهینه سازی ترکیب آلیاژ و تولید کامپوزیت های زمینه فلزی و کاربرد روش های مختلف مهندسی سطح تقسیم بندی کرد. سخت کاری سطحی[1] نوعی از عملیات سطحی است که در آن با بهره گرفتن از شرایط خاص کاری و محیطی سطح قطعه را سخت کرده درحالیکه ترکیب شیمیایی داخل قطعه تغییر نمی کند و درنهایت قطعه ای حاصل می شود که سختی سطحی مطلوب در کنار چقرمه بودن دارد .

 

تعریف جوشکاری: فرایند صنعتی است که در آن دو ماده (فلزی یا غیرفلزی ) را به یکدیگر به روش ذوبی – غیر ذوبی و بافشار یا بدون فشار و با واسطه (پرکننده) یا بدون ماده واسطه جوش می دهند تا لایه اتصال ایجاد شود .

 

جوشکاری تحت پوشش گاز محافظ با الکترود تنگستن[2]: یک فرایند جوشکاری قوسی می باشد که قوس بین الکترود تنگستن (مصرف نشدنی) و حوضچه مذاب پدید می آید این فرایند با گاز محافظ و بدون کاربرد فشار صورت می گیرد . جوشکاری قوس تنگستن را می توان با اضافه کردن فلز پرکننده و یا بدون آن به کار برد . نام دیگر این فرایند جوشکاری TIG میباشد.

 

تاكنون تحقیقات اندكی در زمینه سخت كاری سطحی فلز آلومینیوم وآلیاژهای آن صورت گرفته لذا این تحقیق (سختكاری سطحی آلیاژ آلومینیوم بوسیله جوشكاری) به نوبه خود می‌تواند جنبه نوآوری داشته باشد.

 

بررسی تاثیر پارامترهایی چون تعداد لایه های ایجاد شده توسط جوش-پیشگرم کردن نمونه سرعت جوشکاری- میزان دبی گاز در سختی سطحی (سختکاری سطحی) آلیاژ آلومینیوم  به عنوان اهداف طرح قرار گرفت.

 

در این پایان نامه با ایجاد لایه آلیاژی حاصله از جوش در سطح به منظور افزایش سختی و مقاومت به سایش سطحی آلیاژ آلومینیوم حاوی منیزیوم و سیلیسیوم، با بهره گرفتن از انرژی حاصله از جوشکاری TIG و فیلر، جوشکاری آلیاژ انجام گرفت و سختی سنجی و مقاومت به سایش آنها تحت شرایط مختلف بررسی می‌شود.

 

–  متغیرهای مورد بررسی در قالب یک مدل مفهومی عبارتند از:

 

پیش گرم: که توسط کوره انجام می‌شود و دمای آن از روی دماسنجی که بر روی آن نصب است بر حسب سانتیگراد خوانده می شود .

 

تعداد لایه ها : از طریق شمارش تعداد لایه هایی که بر روی سطح ایجاد می شود می توان بدست آورد.

 

فشار گاز: از طریق فشارسنج که بر روی کپسول گاز نصب است بر حسب دبی گاز می توان بدست آورد .

 

سرعت جوشکاری: از طریق تقسیم طول پاس جوش بر مدت زمان انجام جوش بر حسب میلی متر بر ثانیه یا متر بر دقیقه بدست آورد که هرچه مدت زمان جوشکاری کمتر شود سرعت جوشکاری بیشتر می شود.

 

[1] Surface hardening

 

[2] Tungsten Inert Gas welding