تاثیر میدان مغناطیسی بر جوش پذیری اتصال غیرهمجنس الومینیوم/ فولاد ایجاد شده بوسیله فرایند جوشکاری لیزری

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: تاثیر میدان مغناطیسی بر جوش پذیری اتصال غیرهمجنس الومینیوم/ فولاد ایجاد شده بوسیله فرایند جوشکاری لیزری

ارائه دهنده: Provider: خشایار مومن - رشته مواد

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محسن شیخی

اساتید مشاور: Advisory Professors: دکتر محمود مرادی، دکتر سید علیرضا رسولی

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر حمید اصفهانی، دکتر عباس پاک

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 1402/06/28

مکان ارائه: Place of presentation: کلاس 3 دانشکده فنی و مهندسی

چکیده: Abstract: جوشکاری فولاد و آلومینیوم از جمله فرآیندهای مهم در صنعت فلزات میباشد. در سالهای اخیر ، استفاده از جوشکاری لیزری به عنوان یک فرآیند پیشرفته جهت اتصال فلزات مختلف، توجه محققان و صنعتگران را به خود جلب کرده است. با این حال، جوشکاری فولاد به آلومینیوم به دلی ل تفاوتهای فیزیکی و شیمیایی میان این دو فلز ، چالشهای زیادی را ایجاد میکند. از جمله راهحلهای مطرح شده برا ی بهبود فرآیند جوشکاری لیزری بین این دو فلز، استفاده از میدان مغناط یسی به منظور کنترل و بهبود ویژ گیهای جوشکاری است. جوشکاری فلزات با استفاده از تکنولوژی لیزری در دهههای اخیر به علت دقت بالا، تأثیر کمتر حرارتی و عدم نیاز به مصرف مواد جانبی بس یار مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، جوشکار ی لیزری فولاد به آلومینیوم به دلیل اهمیت کاربردها و خواص مکانیکی بالای این دو فلز، به یک موضوع پژوهشی جذاب تبدیل شده است. جوشکاری فولاد به آلومینیوم با چالشهایی از جمله فاصله دما، تفاوت ضر یب گرمایی ، تفاوت خواص مکانیکی و تشکیل فازهای مختلف همراه است. این تفاو تها میتوانند منجر به تش کیل ریزشکستگیها و نقاط ضعف در جوشکاری شوند که باعث کاهش کارایی و پایدار ی اتصال میشوند. استفاده از می دان مغناطیس ی به عنوان یک فاکتور کنترلی در جوشکاری لیزری فولاد به آلومینیوم میتواند بهبود ویژ گیهای جوشکاری را تسه یل نماید. این میدان میتواند به کنترل توزیع حرارت، کنترل سرعت تبرید و کاهش تشکی ل فازهای غیرمطلوب کمک کند. در این پژوهش با استفاده از جوشکاری لیزری فایبر ، فولاد 304 AISI و آلومینوم 1050 ، فولاد 37St و آلومینوم 1050 جوشکاری شدند و تاثیر میدان مغناطیسی بر ظاهر حوضچه جوش مورد بررسی قرار گرفت. به این صورت است که ، 6 عدد نمونه به دو گروه تقسیم شدند. نمونه های به اصطلاح که از اتصال فولاد 304 و آلومینیوم حاصل می شوند و نمونه های به اصطلاح که از اتصال فولاد ST37 و آلومینیوم تشکیل میشود. هر کدام از دسته ها بدون میدان و با میدان مغناطیسی بررسی شد و با دو سرعت جوشکاری 8 / 8 و 12 میلیمت ر برثانیه جوشکاری انجام شد. نمونهها ی S2 ، S5 و S6 در گروه قرار می گیرند و نمونه های S1 ، S3 و S4 در گروه قرار گرفته اند. همچنین نمونه های S1,S2 بدون میدان مغناطیسی هستند و نمونه های S3,S4,S5,S6 در میدان مغناطیس ی و نمونه های S3,S5 با شدت میدان مغناطیسی 70 میلیتسلا و نمونههای S4,S6 با شدت میدان مغناطیس ی 120 میلیتسلا جوشکاری شده اند. پارامتر های دستگاه جوشکاری لیزری 600 وات برای همه نمونهها با فاصله کانونی 31 میلیمتر ، فرکانس 5000 هرتز و تنها در دو سرعت جوشکاری متفاوت انجام گرفت. با اعمال میدان مغناطیسی عمق جوشها افزایش داشته است و همچنین عرض جوش کاهش یافته ، درنمونه بدون میدان مغناطیس ی نشان دهنده جوش با سوراخ کلی د پهن تر و شبیه یک لیوان شرابی میباشد. با اعمال میدان مغناطیسی ، سوراخ کلی دها به شکل V تغییر شکل کردهاند. نتایج نشان میدهد که تأثیر میدان مغناطیسی بر ریزساختار جوش بسیار مشهود است. نیروی لورنتز ایجاد شده تحت اثر میدان مغناطیسی ، حرکت حوضچه مذاب را جابهجا کرده و تراکم واکنشهای سطحی را افزایش میدهد. همچنین ، با افزایش شدت میدان مغناطیس ی ، تر کی بات فلزی در اتصالات جوش داده شده به طرز غیرمنتظرها ی پراکنده شده و خواص مکانیکی اتصال را بهبود میبخشد. استفاده یکنواخت از م یدان مغناطیسی میتواند نیز از تشکیل شکلهای گیلاسمانند جلوگیری کرده و خواص نهایی اتصال را بهبود بخشد. این نتایج نشان میدهند که اعمال میدان مغناطیس ی در فرآیند جوشکاری لیزری م یتواند به طور مؤثری به کنترل و بهبود ریزساختار و خواص اتصالات جوش داده شده کمک کند. با توجه به نتایج حاصل از تحقیق، مشخص شده است که فولاد 304 به دلیل تنوع عناصر و تشکیل ترکیبات بین فلزی دارای سختی بیشتری نسبت به فولاد ST37 است. با افزایش سرعت جوشکاری، سختی در تمام نمونهها افزایش مییابد. اما با اعمال میدان مغناطیسی، سختی در نمونهها کاهش مییابد. این پدیده به دلیل توزیع بهتر رسوبات و عناصر پراکندهتر در حضور میدان مغناطیسی و کاهش جدایش ایجاد میشود . در قسمت فولاد، میانگین سختی حدود 250 ویکرز است و در قسمت مرکز به حدود 550 ویکرز افزایش مییابد. همچنین، در قسمت آلومینیوم که به عمق نمونه آلومینیومی وارد میشود، سختی تقریباً ثابت باقی میماند و حدود 70 ویکرز را نشان میدهد. واژههای کلیدی: جوشکاری لیزری ،میدان مغناطیسی،نیروی لورنتز،فولاد و آلومینیوم،ترکیباتبینفلزی