تبلیغات
arab20 - جوشکاری اصطکاکی 2

امروز:

جوشکاری اصطکاکی 2

شكل های دیگری از جوشكاری اصطكاكی:

مزایا جوشكاری اصطكاكی باعث شده است تا لابلاتوآرهای توسعه دهنده ماشین های جوشكاری اصطكاكی شروع به آزمایش با فرم های مختلف از حركت لغزشی(sliding motion) برای تولید حرارت اصطكاكی برای جوشكاری كنند. این كوشش ها معطوف به مواردی بوده كه شكل فیزیكی یا طول قطعه كار را با اشكال "inertia – drive" و "direct – drive" نمی توان تطبیق داد. آزمایش هایی كه در این زمینه انجام شده در حدود نیم دوجین "half –dozen" حركت مختلف را كه در زیر تعدادی نام برده می شود، را نشان می دهد. " شعاعی radial"، مداری orbital"، سطحی surfacing"، رفت و برگشت خطی reciprocating linear ، "Co – extrusion" و "hydropillar". توسعه این حركت ها به خاطر مشكلات عملی طراحی ماشین و عملیات به كندی صورت می گیرد. یك پروسه جدید كه بطور اقتصادی به كار گرفته شده است "radial Fraction welding" نامیده می شود.  بعضی دیگر نزدیك به تكمیل عملیات هستند و ماشین های آنها در حال ساخت است.

قابلیت FRW برای جوش فلزات غیرمتشابه:

قابلیت جوشكاری اصطكاكی در جوش دادن قطعات غیرهم جنس سبب استفاده وسیع آن در صنعت شده است . در مورد جوش بعضی از فلزات به فولاد ممكن است برخی تركیبات متالورژیكی مضر در حین انجام پروسه به وجود آید. چون پروسه جوشكاری در حالت جامد است و در فصل مشترك مذاب نداریم لذا این پروسه برای جوش دادن فلزات و آلیاژها به فولاد مناسب است.  به عنوان مثال می توان از توانایی جوش FRW آلومینیم به فولاد نام برد. از آنجا كه ذوب و در نتیجه نفوذ وجود ندارد پس تركیبات بین فلزی مضر هم نداریم در مورد بعضی از فلزات نامتشابه این پروسه به وسیله یك لایه بافر یا میانی سازگار با هر دو فلز انجام می شود. لایه بافر از جنس كروم، نیكل و نقره در مورد جوش فلزات به فولاد به خوبی مورد استفاده قرار گرفته است. لایه بافر را می توان توسط electroplating و یا اعمال تكه جامد به انتهای یكی از قطعات اعمال كرد. در مورد جوشكاری فولادهای سختی پذیر ،پیش گرم كردن می تواند راه حل مناسب جهت افزایش خواص مكانیكی (داكتیلیتی و انعطاف پذیری) در شرایط جوش باشد اما بیشتر ترجیح داده می شود كه قطعات را پس از جوشكاری عملیات حرارتی كنیم به علت آن كه باعث بازیابی ساختار اولیه می شود. این عملیات حرارتی به طور موضعی در منطقه جوش صورت می گیرد.

ترك های سرد احتمالی كه در فرآیند FRW ممكن است بروز كند به دو دلیل است:

1-     به علت افزایش هیدروژن در مناطق جوشكاری شده كه باعث بروز ترك هیدروژنی سرد می شود.

2-     ساختارهای منجمد شده كه پس از جوشكاری مستعد به ترك سرد هستند.

این ترك های هیدروژنی از مركز جوش شروع شده و به طور متعامد به سمت خارج منطقه جوش گسترش می یابند.

منطقه جوش حاصل از فرآیند FRW باریكتر از منطقه جوش حاصل از سایر مكانیزم های جوشكاری است كه دلیل آن زمان جوشكاری كوتاه تر در اثر تبدیل انرژی مكانیكی به حرارتی در منطقه جوشكاری است.

مواد مناسب برای قرار گرفتن تحت جوشكاری اصطكاكی:

به طور كلی جوشكاری اصطكاكی پروسه مناسب برای اتصال فولادها می باشد و مزایای متالوژیكی مناسبی از خواص را ارائه می دهد. هر فولادی كه قابلیت فورج داغ داشته باشد می‌تواند جوشكاری اصطكاكی شود همچنین بسیاری از فلزات غیرمتشابه می تواند به فولاد جوش داده شود اگر فولاد مقادیر بیشتری از میزان معینی عناصر آلیاژی و عناصر باقی مانده داشته باشد سختی، نرمی خمشی و تافنس شكست مناسب در شرایط جوش ایجاد می شود البته تاكنون فرمول مشخصی برای ارزیابی تركیبات مناسب فولادی برای تأمین خواص استحكام، سختی، نرمی و چقرمگی مناسب ارائه نشده است.

خصوصیات مكانیكی جوش های اصطكاكی:

خصوصیات مكانیكی جوش های اصطكاكی در فولادها به گستردگی سایر فرآیندها مورد بررسی و آزمایش قرار نگرفته است. از جمله خصوصیات جوش FRW می توان به استحكام، كیفیت خوب كه البته وابسته به تركیب فولاد و ریزساختار حاصل از سرعت سرد شدن پس از جوشكاری است اشاره كرد. به طور معمول استحكام جوش های ایجاد شده مناسب بوده ولی چقرمگی گاهی اوقات نگران كننده است شكل  3نمایی از پارامترهای اصلی فرآیند برای هر نوع جوش اصطكاكی را نشان می دهد:‌

شكل 3

تجهیزات بیشتری كه امروزه برای بدست آوردن جزئیات اطلاعات در زمان جوشكاری كه شامل مقدار گشتاور، سرعت مصرف انرژی و كاهش سرعت ،موجود است. استفاده از داده های كامپیوتری در همان زمان اجازه آنالیز فوری را می دهد و یك میكروپروسور در مورد قطعات ویژه، تابع بحرانی را كنترل می كند كه با این روش خواص مكانیكی قطعات جوش خورده بهینه می شود (optimaized) اطلاعات بوسیله تجهیزات ماشین "direct – drive" جمع آوری می شوند كه دستورات اولیه برای ساخت یك جوش با انعطاف پذیری و تافنس قابل قبول به آن داده شده است.

مقدار انرژی ضربه ای جذب شده را با جوشكاری با سرعت چرخش پایین و كاهش شتاب از زمان رها كردن كلاچ تا توقف كامل می توان بهبود بخشید.

این بهسازی در تكنیك عملیات به صورت تأثیر یك كار داغ ناچیز ظاهر می شود كه منجر به یك میكروساختار آستنیته شده،‌ كه در هنگام سرد شدن تبدیل به یك میكروساختار ریز می شود بنابراین تافنس بهبود می یابد. نوآوری دیگری در تكنیك FRW كه موجب بهبود تافنس جوش در فولاد می شود "twist post rotational" نامیده می شود بررسی ها نشان می دهد كه "twisting" در یك قطعه تازه جوش داده شده،‌ یك مقدار كم،‌ كار پلاستیك اعمال می كند. این تغییر شكل كوچك منجر به استحاله آستنیت به ساختار فریت ریز سوزنی در هنگام سرد كردن می شود.توسعه بهبود بخشی تافنس با این نوع از ریز ساختار؛ برای این كه مقدار فاق "V-sharpy" به بالای مینیمم تهیه شده ،در این نوع فولاد نورد گرم شده برسد؛ می تواند كافی باشد اما فولاد باید تركیبی را كه برای جوشكاری اصطكاكی مطلوب است، را داشته باشد مقدار "twisting" مورد نیاز برای ایجاد بهبودی تافنس، كم و در حدود 15 درجه است. این پروسه باید فوراً بعد از جلوگیری از چرخش قطعه كار، زمانی كه هنوز ساختار آستنیته داریم انجام شود. تأخیر بیش از چند ثانیه عمل را بی ارزش می كند و منجر به ساختاری دوگانه در برخی از فولادها می شود twisting. در حدود 85 درجه بدون هیچ مشكلی در مطالعات انجام شده است.

 


نوشته شده در : چهارشنبه 19 خرداد 1389  توسط : .    نظرات() .