تاثیر فویل فلزی بر استحکام خستگی اتصالات جوشکاری لب به لب اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم
INFLUENCE OF METALLIC FOIL BY FRICTION STIR BUTT WELDED JOINTS ON FATIGUE PERFORMANCE OF AL ALLOY
/حسین علیپور
: مکانیک
، ۱۳۹۷
، میرزائی
۷۱ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
طراحی کاربردی
۱۳۹۷/۱۱/۱۵
تبریز
استفاده روزافزون از آلیاژهای آلومینیوم در صنایع مختلف همچون صنایع دریایی، ریلی، هواپیمایی و خودروسازی نیازمند ایجاد اتصال مناسب در این آلیاژها میصباشد .جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی روش نوین جوشکاری در حالت جامد میصباشد که کارایی مناسبی نسبت به سایر روشصهای جوشکاری دارد و همچنین این روش سازگاری مناسبی با محیط زیست دارد و از لحاظ مصرف انرژی کاملا اقتصادی می-باشد .از سایر مزایای این روش میصتوان به اعوجاج کم قطعهصکار، پایداری ابعادی مناسب، ریزساختار مناسب و عدم نیاز به گاز محافظ اشاره کرد .هدف این پژوهش بررسی تاثیر قرارگیری فویل فلزی در فصل مشترک اتصالات جوشکاری بر ویژگی مکانیکی و عمر خستگی اتصالات جوش اصطکاکی اغتشاشی میصباشد .مادهصی مورد استفاده آلومینیوم ۱۰۶۰ میصباشد که به کمک دستگاه فرز معمولی جوش اصطکاکی اغتشاشی داده شده است .دو نوع فویل برای بهبود ویژگیصهای مکانیکی این اتصالات در نظر گرفته شده است که عبارتصاند از فویل مسی با ضخامت ۱۰۰ میکرون (F۱) و فویل مسی با ضخامت ۲۰۰ میکرون (F۲) که هر دو باعث افزایش سختی در نواحی مختلف جوش و بیشتر شدن استحکام نهایی کششی و عمر خستگی شدهصاند .در بخش حل عددی از مدل المان محدود برای بدست آوردن توزیع تنشصها و کرنشصها استفاده شده است و همچنین از معیارهای خستگی به منظور تخمین عمر استفاده شده است .برای صحت سنجی نتایج عددی تست خستگی با نسبت بارگذاری ۰.۱ انجام شده است .نتایج حاکی از آن که استحکام کشش نهایی برای حالت F۱ و F۲ نسبت به نمونهصهای بدون فویل به میزان ۴۳ و ۳۱ افزایش یافتهصاند .عمر خستگی نمونهصهای حالت F۱ و F۲ نسبت به نمونهصهای بدون فویل به طور میانگین در تنش یکسان به میزان ۷۲ و ۷۹ افزایش یافتهصاند .به تبع موارد ذکر شده مقادیر پارامترهای خستگی نیز بهبود چشمصگیری داشتهصاند
The increasing use of aluminum alloys in various industries, such as automobile industry, shipbuilding and railways, needs to use more efficient and reliable welding processes. Friction Stir Welding (FSW) is an innovative solid-state joining process that has more efficiency than other methods. It also has a good environmental compatibility and is completely economical in terms of energy consumption. Other advantages of this method can be the low distortion of the workpiece, proper dimensional stability, proper microstructure and the absence of protective gas. The purpose of this study was to investigate the effect of metal foil placement on the joint interface of welding joints on mechanical properties and fatigue life of friction welding couplings. The material used is aluminum 1060, which has been weld on a vertical milling machine. Two types of foils are intended to improve the mechanical properties of these joints, which include copper foil with a thickness of 100 microns (F1) and copper foil with a thickness of 200 microns (F2). Which both increase the hardness in different areas of the weld and increase the ultimate tensile strength and fatigue life. In numerical part, Finite Element Methods were implemented to calculate stress and strain distribution in specimens using fatigue criteria, in order to validate numerical results, fatigue tests were used. Fatigue experiments have been conducted using fatigue testing machine at constant amplitude loading (R=0.1).The results indicate that the ultimate tensile strength for F1 and F2 has increased by 43 and 31 , respectively, for non-foil samples. Fatigue life of F1 and F2 samples increased in average stresses at 72 and 79 , respectively. As a result, the values of fatigue parameters have also been dramatically improved
INFLUENCE OF METALLIC FOIL BY FRICTION STIR BUTT WELDED JOINTS ON FATIGUE PERFORMANCE OF AL ALLOY