بررسی اثر پارامترهای جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی بر خواص مکانیکی ورق‌های مسی تحت گاز هلیم

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مجتبی وکیلی ازغندی ¹
• سعید یعقوبی ²
• علی شیرازی ³
• امین نوین ⁴

¹ مرکز آموزش عالی گناباد

² گروه مکانیک دانشگاه ایلام

³ گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

⁴ مجتمع پسرانه سما اسلامشهر، اسلامشهر، تهران، ایران

10.22067/jacsm.2024.85831.1226

چکیده

در این تحقیق، ورق‌های مسی با شرایط مختلف جوش‏کاری شامل سرعت‌های مختلف دورانی و انتقالی ابزار و نیز به تعداد یک و دو پاس جوش به روش جوش‏کاری اصطکاکی اغتشاشی به یکدیگر متصل شده‌اند. این جوش‏کاری‌ها تحت گاز هلیوم به عنوان گاز محافظ انجام شده‌اند. دمیدن گاز هلیوم بر روی جوش‌ها و ابزار جوش‏کاری سبب می‌شود که از تماس هوا با آن‌ها جلوگیری شود و از اثرات نامطلوبی که هوا بر آن‌ها می‌تواند بگذارد، اجتناب گردد. در این تحقیق به علت نرم بودن فلز مس و نازک بودن ورق‌ها به‌جای نمونه‌های ضریب شدت تنش بحرانی KIC، از نمونه‌های انتگرال-J استفاده شده است. این کمیت با ساخت نمونه‌های C(T) اندازه‌گیری شد. نتایج این مطالعه نشان داد که به دلیل وقوع پدیده تبلور مجدد در منطقه اغتشاشی، چقرمگی شکست و سختی ویکرز می‌تواند به ترتیب 49/41% و 85/52% نسبت به فلز پایه افزایش یابند. وقوع پدیده آنیل شدن در ناحیه متأثر از گرما منجر به تنزل خواص ریزساختاری و مکانیکی می‌شود، به‌گونه‌ای که میزان سختی ویکرز، استحکام نهایی و چقرمگی شکست نسبت به فلز پایه به‌ترتیب 57/28%، 90/33% و 98/10% می‌توانند کاهش پیدا کنند. علاوه بر این، نتایج تحقیق نشان داد که برای به دست آوردن یک جوش بهتر، مناسب‌تر است که به جای انجام دو یا چند پاس جوش‏کاری، فرآیند جوش‏کاری را در دمای کمتری انجام داد، به گونه‌ای که گرمای کمتری به قطعه‌کار منتقل شود.

کلیدواژه‌ها

• جوش&rlm
• کاری اصطکاکی اغتشاشی
• گاز محافظ هلیوم
• خواص مکانیکی
• پارامترهای جوش&rlm
• کاری
• انتگرال-J

موضوعات

• خستگی و شکست

---

عنوان مقاله [English]

Investigating the Effect of Friction Stir Welding Parameters on the Mechanical Properties of Copper Sheets under Helium Gas

نویسندگان [English]

• Mojtaba Vakili-Azghandi ¹
• Saeed Yaghoubi ²
• Ali Shirazi ³
• Amin Novin ⁴

¹ Department of Materials Engineering, Faculty of Engineering, University of Gonabad, Gonabad, Iran

² Department of Mechanical Engineering, Ilam, Iran

³ Department of Mechanical Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran

⁴ Sama Islamshahr Boys Complex, Islamshahr, Tehran, Iran

چکیده [English]

In this research, copper sheets with different welding conditions, including different rotational and translational speeds of the tool, as well as the number of one and two welding passes, were connected to each other by friction stir welding method. These weldings were performed under helium gas as a protective gas. Blowing helium gas on welds and welding tools prevents air from coming in contact with them and avoids the adverse effects that air can have on them. In this research, due to the softness of the copper metal and the thinness of the sheets, J-integral samples were used instead of the critical stress intensity coefficient KIC samples. This quantity was measured by making C(T) samples. The results of this study showed that due to the occurrence of recrystallization phenomenon in the stirring zone, fracture toughness and Vickers hardness can increase by 41.49% and 52.85%, respectively, compared to the base metal. The occurrence of annealing phenomenon in the heat-affected area leads to the degradation of microstructural and mechanical properties, so that the Vickers hardness, ultimate strength and fracture toughness decrease by 28.57%, 33.90% and 10.98% compared to the base metal, respectively. In addition, the research results showed that in order to obtain a better weld, it is more appropriate to perform the welding process at a lower temperature instead of two or more welding passes, so that less heat is transferred to the workpiece.

کلیدواژه‌ها [English]

• Friction stir welding
• Helium shielding gas
• Mechanical properties
• Welding parameters
• J-Integral