مبانی نظری و پیشینه پژوهشی بررسی سخت کاری سطحی آلیاژ آلومینیوم 6061 بوسیله جوشکاری

با سحافایل در خدمت شما هستیم با «پیشینه پژوهشی و تحقیق و مبانی نظری بررسی سخت کاری سطحی آلیاژ آلومینیوم 6061 بوسیله جوشکاری» که بطور کامل و جامع به این مبحث پرداخته و نیاز شما را به هرگونه جستجوی بیشتری برطرف خواهد نمود.

فهرست محتوا

تئوری و مروری بر تحقیقات گذشته

آلومینیوم و آلیاژهای آن

انواع آلیاژهای آلومینیوم

آلیاژهای آلومینیوم کارپذیر،بر اساس استاندارد AA

آلیاژهای آلومینیوم ریختگی بر اساس استاندارد AA

متالوژی جوشکاری

فرآیند جوشکاری قوسی تنگستن- گاز (GTAW

قطبیت

الکترودها

گازهای محافظ

مزایا و محدودیت ها

تکنولوژی جوشکاری

فرایند قوس الکترود با گاز محافظ

تجهیزات جوشکاری TIG

نگهداری قوس

تکنیک جوشکاری

متغیرهای مهم فرآیند جوشکاری TIG

کاربرد

مشکلات اصلی در جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن

جوش پذیری آلیاژهای آلومینیوم

آماده سازی قطعات آلومینیومی و آلیاژهای آن برای انجام جوشکاری

تمیزکاری قبل از جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن

آماده سازی و طراحی اتصال و لبه سازی در جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن

پیشگرمایی در جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن

انتخاب فلز پرکننده برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم

مروری بر تحقیقات گذشته

منابع و مراجع

تئوری و مروری بر تحقیقات گذشته

• آلومینیوم و آلیاژهای آن[1]:

آلومینیوم، پس از اکسیژن و سیلیسیم، فراوان ترین عنصر در سطح زمین و پس از آهن پر مصرف‌ترین عنصر در صنایع می‌باشد. خواص منحصر به فرد و کم‌نظیر آلومینیوم، سبب شده است تا دست اندرکاران صنایع گوناگون، آلومینیوم و آلیاژهای آن را برای ساخت انواع قطعات به کار گیرند. مهمترین خواص آلومینیوم عبارتست از:

-وزن مخصوص کم (معادل 7/2 کیلوگرم بردسی متر مکعب)

-مقاومت زیاد در برابر خوردگی، به دلیل تشکیل یک لایه (فیلم) اکسیدی به ضخامت 025/0 میکرون.

-نسبت استحکام به وزن بالا.

-هدایت الکتریکی زیاد (6/64 درصد نسبت به مس آنیل شده)

-هدایت حرارتی زیاد

-قابلیت انعکاس نور و حرارت

-خاصیت جرقه نزدن و غیر مغناطیسی بودن

-شکل پذیری با روش های مختلف

-استحکام بالا در درجه حرارت های پایین

-سمی نبودن

-اتصال آسان

-آلیاژپذیری با اغلب عناصر

انواع آلیاژهای آلومینیوم

تقسیم بندی آلیاژهای آلومینیوم، بر اساس استاندارد آمریکایی بدین قرار است:

آلیاژهای آلومینیوم کارپذیر، براساس استاندارد (AA-Aluminium association)

در این استاندارد، آلیاژهای کارپذیر آلومینیوم به 8 گروه تقسیم شده که هر آلیاژ با یک عدد چهار رقمی مشخص می شود.

رقم اول از سمت چپ، نشان دهنده گروه اصلی آلیاژی است؛ دومین رقم، تغییر آلیاژ نسبت به آلیاژ اولیه را نشان می‌دهد؛ سومین و چهارمین رقم نیز مقدار خلوص یا نوع آلیاژ را مشخص می‌کند.

آلیاژهای آلومینیوم ریختگی بر اساس استاندارد AA

این آلیاژهای نیز، در 8 گروه تقسیم بندی شده که هر آلیاژ، با یک عدد چهاررقمی معرفی می شود. بین رقم های سوم و چهارم از سمت چپ یک نقطه گذاشته می شود. اولین رقم از سمت چپ، نشان دهنده گروه آلیاژی است؛ دو رقم بعدی مشخص کننده نوع آلیاژ و یا خلوص آلومینیوم بوده و رقم آخر بعد از نقطه، نوع تولید را نشان می دهد. مثلاً عدد صفر، برای قطعه ریختگی و 1 برای شمش به کار می رود. در صورتی که اصلاحات یا تغییراتی در آلیاژهای اولیه صورت گرفته باشد، با حروف الفبا (به ترتیب از A به بالا به استثناء حروف Q, O, I و X که قبل از ارقام فوق می آید) مشخص می گردد.

همچنین حروفی که به دنبال نام آلیاژ می آید و یا با یک خط فاصله از هم جدا می شود، مبین نوع عملیات حرارتی است که روی آلیاژ انجام می پذیرد. این عملیات حرارتی عبارتند از:

F=بدون عملیات حرارتی

O= آنیل شده

H=کار سخت شده

H₁=فقط کار سخت شده است

H₂=کار سخت شده و سپس به صورت موضعی آنیل شده است

H₃= کار سخت شده و سپس پایدار گشته (استحکام آلیاژ، کمی پایین آمده و انعطاف پذیری آن بالا می رود و مخصوص آلیاژهای گروه 5000 می باشد)

W=عملیات حرارتی محلولی انجام شده و ناپایدار گشته (پیرسخت شده)

T=عملیات حرارتی محلولی انجام شده و پایدار گشته به غیر از حالات F،O یا H

T₂= آنیل شده (فقط مخصوص قطعات ریخته شده می باشد)

T₃= عملیات حرارتی محلولی انجام و سپس در اثر انجام کار سرد، به طور طبیعی پیرسخت شده و به حالت پایدار درآمده است.

T₄= عملیات حرارتی و محلولی انجام و سپس در اثر زمان دادن طبیعی در درجه حرارت محیط، پیرسخت شده و به حالت پایدار درآمده است.

T₅= فقط پیرسازی مصنوعی شده است (بلافاصله پس از فرآیند تولیدی مثلاً ریخته گری سریعاً سرد شده)

T₆= عملیات حرارتی محلول انجام و سپس به طور مصنوعی پیرسخت شده است.

T₇= عملیات حرارتی محلولی انجام و سپس پایدار شده است (این حالت، شامل عملیات انحلال و پیرسختی مصنوعی بیش از حد یا حداکثر است)

T₈= عملیات حرارتی محلولی انجام و سپس تحت کارسرد مکانیکی، به طور مصنوعی پیرسخت شده است.

T₉=عملیات حرارتی محلول انجام و سپس به طور مصنوعی پیرسخت شده و در آخر، تحت کارسرد مکانیکی قرار داده شده است.

T₁₀=به طور مصنوعی پیرسخت شده و سپس تحت کار سرد قرار گرفته تا استحکام آن بالا رود.

به طور معمول، پس از عدد سمت راست هر یک از علایم فوق نیز، اعدادی آورده می شود که معمولاً درجه سختی ایجاد شده در آلیاژ پس از انجام عمل مخصوص را نشان می دهد. سخت ترین حالت (کاملاً سخت) با عدد 8، عدد 2 حالت  سخت، عدد 4 حالت نیمه سخت، عدد 6 حالت  سخت و عدد 9 حالت بسیار بسیار سخت را نشان می دهند. به طور مثال، H₁₈-1100  یعنی آلیاژ آلومینیوم خالص 1100 که به طورکامل کار سخت شده و از سختی بالایی برخوردار است.

فهرست منابع

[1] معینیان, م., 1382, کلید جوشکاری,   چ دوم, انتشارات آزاده تهران, pp. 340-337.

[2] سیندوکو, 1388,  متالورژی جوشکاری چ دوم, مرکز نشر دانشگاه صنعتی, اصفهان, pp. 12.

[3] کوکبی, ا.ح., 1382, تکنولوژی جوشکاری چ پنجم, انتشارات آزاده با همکاری جامعه ریخته گران ایران, تهران pp. 92.

[4] معینیان, م., 1382, کلید جوشکاری,   چ دوم, انتشارات آزاده تهران, pp. 342.

[5] معینیان, م., 1382, کلید جوشکاری,   چ دوم, انتشارات آزاده تهران, pp. 344.

[6] Kaçar, H.; Atik, E.; Meriç, C.,(2003),The effect of precipitation-hardening conditions on wear behaviours at 2024 aluminium wrought alloy,Journal of materials processing technology, 142  762-766.

[7] DEHGHANI, M.; MOUSAVI, S.A.; AMADEH, A.,(2013),Effects of welding parameters and tool geometry on properties of 3003-H18 aluminum alloy to mild steel friction stir weld,Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 23  1957-1965.

[8] Elangovan, K.; Balasubramanian, V.,(2008),Influences of post-weld heat treatment on tensile properties of friction stir-welded AA6061 aluminum alloy joints,Materials characterization, 59  1168-1177.

[9] Kennedy, E.; Byrne, G.; Collins, D.,(2004),A review of the use of high power diode lasers in surface hardening,Journal of materials processing technology, 155  1855-1860.

[10] Cho, K.; Yoo, S.; Lim, K.; Kim, H.; Lee, W.,(2011),Effect of Si content on surface hardening of Al–Si alloy by shot peening treatment,Journal of Alloys and Compounds, 509  S265-S270.

[11] Harun, M.; Talib, I.; Daud, A.,(1996),Effect of element additions on wear property of eutectic aluminium-silicon alloys,Wear, 194  54-59.

[12] Hayat, F.,(2012),Effect of aging treatment on the microstructure and mechanical properties of the similar and dissimilar 6061-T6/7075-T651 RSW joints,Materials Science and Engineering: A.

[13] Bouzaiene, H.; Rezgui, M.-A.; Ayadi, M.; Zghal, A.,(2012),Correlation between welding and hardening parameters of friction stir welded joints of 2017 aluminum alloy,Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 22  1064-1072.

[14] Pinto, M.A.; Cheung, N.; Ierardi, M.C.F.; Garcia, A.,(2003),Microstructural and hardness investigation of an aluminum–copper alloy processed by laser surface melting,Materials characterization, 50  249-253.

[15] Yang, D.; Li, X.; He, D.; Huang, H.; Zhang, L.,(2012),Study on microstructure and mechanical properties of Al–Mg–Mn–Er alloy joints welded by TIG and laser beam,Materials & Design, 40  117-123.

[16] Choi, D.-S.; Lee, S.; Shin, B.; Whang, K.; Song, Y.; Park, S.; Jee, H.,(2001),Development of a direct metal freeform fabrication technique using CO< sub> 2</sub> laser welding and milling technology,Journal of materials processing technology, 113  273-279.

[17] فرمنش, ص.ف.-ع.س.پ.-غ.گ.-خ.,(1389),بررسي اثر سرعت پيشروي بر ريز ساختار و رفتار خوردگي آلومينيوم دريايي 5083 در فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي دوازدهمين همايش ملي صنايع دريايي ايران, 12  8.

[18] Campana, G.; Ascari, A.; Fortunato, A.; Tani, G.,(2009),Hybrid laser-MIG welding of aluminum alloys: the influence of shielding gases,Applied Surface Science, 255  5588-5590.

[19] Nakata, K.; Hashimoto, T.,(2000),Surface Hardening Technology for Aluminum Alloys by Plasma Arc Alloying Process,TRANSACTIONS-JWRI, 29  1-8.

[20] Badisch, E.; Kirchgaßner, M.,(2008),Influence of welding parameters on microstructure and wear behaviour of a typical NiCrBSi hardfacing alloy reinforced with tungsten carbide,Surface and Coatings Technology, 202  6016-6022.