الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 68000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۶۶
کد مقاله
MTL066
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
جوشکاری قوس پلاسمای آلیاژهای منیزیم با پلاریته متغیر
نام انگلیسی
Variable polarity plasma arc welding of magnesium alloys
Z.D. ZHANG, Dalian University of Technology, China; Woodhead
کشور
چین
جوشکاری قوس پلاسمای آلیاژهای منیزیم با پلاریته متغیر
چکیده
در این فصل، رفتارهای VP-PAW و VP-PAWB آلیاژهای منیزیم (Mg) مبتنی بر ـ AZ به ترتیب مورد بررسی قرار می گیرند. برحسب پارامترهای جوشکاری، ویژگی های منطقه ذوب، خواص مکانیکی، میدان های دمای جوشکاری و رفتار پلاسمای قوس مورد مطالعه قرار می گیرند. به علاوه، روش جدید جوشکاری، فرایند پیوند جوش قوس پلاسما که ترکیب کننده جوشکاری قوس پلاسما با ویژگی پیوندی می باشد نیز با جزئیات مربوطه ارائه می شود.
جوشکاری قوس پلاسما با پلاریته / قطبیت متغیر (VP-PAW) به عنوان یک فرایند جوشکاری قوسی به شمار می آید که از قابلیت در آمیختگی ذرات فلز از طریق حرارت دهی با یک قوس به هم فشرده بین یک الکترود و قطعه کاری (قوس مستقیم یا منتقل شده) یا بین الکترود و نازل جمع کننده یا فشرده ساز (قوس غیرمستقیم یا منتقل نشده) بهره می جوید. قوس پلاسما به عنوان شکل خاصی از قوس به شمار می آید که بر حسب اعمال شرایط و پارامترهای خارجی نظیر کاربرد نازل تفنگ جوشکاری قوس پلاسما (PAW) فشرده می گردد. سطح مقطع ستون قوس محدود می باشد، به گونه ای که دمای ستون قوس و چگالی انرژی افزایش می یابد، به علاوه گاز به طور کاملتری یونیزه شده و جریان پلاسما نیز به طور معنی داری افزایش می یابد. قوس پلاسما به عنوان قوسی با دمای بالا، درجه یونیزه شدگی و چگالی انرژی بالا به شمار می آید بواسطه قوس ازاد بین کاتد و آند فشرده شده است. به علاوه، VP-PAW مخصوصاً برای جوشکاری آن دسته از اجزای سازه که از ضخامت نسبی برخوردار می باشند و فرآیند جوشکاری از طرف پشت سخت است مناسب می باشد. ویژگی و اصول VP-PAW از نظر کاربرد PAW برحسب منبع حرارت در شکل ۱۳ـ۱ نشان داده شده است.
…
در این فصل، رفتارهای VP-PAW و VP-PAWB در ارتباط با آلیاژهای منیزیم مبتنی بر ـ AZ برحسب پارامترهای جوشکاری، ویژگی های منطقه ذوب، خواص مکانیکی، میدان های دمایی جوشکاری و رفتار پلاسمای قوس مورد بررسی قرار می گیرد. به علاوه، روش نوین جوشکاری، فرایند پیوند جوش قوس پلاسما، که ترکیب کننده PAW با ویژگی های پیوندی می باشد نیز به تفصیل ارائه می شود.
جوشکاری قوس پلاسمای آلیاژهای منیزیم
۱۳ـ۲٫ جوشکاری قوس پلاسمای آلیاژها منیزیم با پلاریته متغیر
از طریق تنظیم پارامترهای جوشکاری، یک درز مناسب جوش را می توان همانگونه که در شکل ۱۳ـ۲ (الف) و (ب) نشان داده شده است حاصل آورد. استحکام کششی اتصال جوش به میزان ۹۰% فلز پایه می باشد.
۱۳ـ۲ـ۱٫ ضریب زمان در برابر چرخه با جریان متناوب و اتصال الکترود به قطب منفی (Mk)
Mk به عنوان ضریب بین جریان متناوب با اتصال الکترود به قطب منفی (ACEN) و چرخه نشان داده شده در شکل ۱۳ـ۳ می باشد.
۱۳ـ۲ـ۲٫ اثر پارامترهای جوش بر روی فرایند جوشکاری
در فرایند PAW، به هنگامی که ساختار نازل مشخص گردید، جریان جوش (I)، سرعت جوش (V) و سرعت جریان گاز پلاسما (Q) را می بایست منطبق با یکدیگر به منظور حاصل آوردن یک فرایند VP-PAW یکنواخت تنظیم نمود. در فرایند VP-PAW آلیاژ منیزیم، ارتباط تطبیقی بین جریان جوش، میزان سرعت گاز پلاسما و سرعت جوش با مود سوراخ کلیدی در شکل ۱۳ـ۷ نشان داده شده است (خط گوشه فوقانی نشان دهنده اتصال جوش بدون برش می باشد و خط پایینی معرف اتصال جوش با مود سوراخ کلید یکنواخت است). ساختار نازل در شکل ۱۳ـ۸ نشان داده شده است.
از شکل ۱۳ـ۷ می توان مشخص ساخت که سرعت جریان گاز پلاسما نقش مهمی را در فرایند VP-PAW به عهده دارد. محدوده پارامتر جوشکاری منطبق به هنگامی که میزان سرعت گاز پلاسما برابر با ۲ یا ۴ L/min باشد به صورت بسیار اندک است و این پارامترهای تطبیقی به هنگامی که سرعت جریان گاز پلاسما درمحدوده ۳ L/min است بسیار بزرگ خواهند بود.
اثر جریان جوش بر روی پهنای جوشکاری نیز مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج مرتبط در شکل ۱۳ـ۹ (الف) عرضه شده اند. در صورتی که جریان جوش به سرعت افزایش یابد، سوراخ کلید ناپایدار خواهد بود. بنابر این، یک درز جوش ناپیوسته شکل گرفته (و حتی احتمال سوختگی یا برش وجود دارد) و به علاوه قابلیت پیوستگی و تکرار جوش نیز کاهش می یابد. با توجه به یک جریان مشخص جوشکاری و حاصل آوردن نرخ جریان مشخص گاز پلاسما، فرایند جوشکاری را می توان تحت تأثیر تعدیل سرعت جوشکاری نیز در نظر گرفت. همانگونه که در شکل ۱۳ـ۹ (ب) نشان داده شده است، پهنای جوش با توجه به افزایش سرعت جوشکاری کاهش می یابد. در صورتی که سرعت جوشکاری بسیار زیاد باشد، سوراخ کلید به صورت ناپایدار و حتی ناپدید خواهد شد که منجر به ظاهر جوشکاری ضعیفی می گردد.
جوشکاری قوس پلاسمای آلیاژهای منیزیم
۱۳ـ۲ـ۳٫ تأثیر تمیزی کاتالکترود tACEP بر روی خواص مکانیکی نقطه اتصال جوش
در این مرحله، با توجه به یکسان بودن دیگر پارامترهای جوشکاری می توان استحکام کششی نقطه اتصال جوش، پهنای جوش و ناحیه تمیز کاتالکترود، با توجه به ویژگی های تمیزی کاتالکترود مختلف tACEP همانگونه که در شکل ۱۳ـ۱۰ نشان داده شده است، را مورد بررسی قرار داد.
از شکل ۱۳ـ۱۰ می توان مشاهده نمود که با افزایش زمان تمیزی، تأثیر تمیزی کاتالکترود ارتقا می یابد. پهنا (C) مساحت تمیزی (شامل پهنای جوش W) نیز به طور قابل توجهی افزایش می یابد و سطح نقطه اتصال جوش نیز به صورت شفاف تر است. استحکام کششی در ابتدا افزایش یافته و متعاقباً با توجه به افزایش زمان تمیزی کاهش می یابد. چنین موردی به هنگامی که زمان تمیزی برابر با ۳ میلی ثانیه باشد در بالاترین حد خود خواهد بود. دلیل اصلی آن است که به هنگام کوتاه بودن زمان تمیزی کمتر گردد، افزایش آن می تواند سبب ارتقای تأثیر تمیزی از طریق تمیز شدگی اکسید بر روی سطح نقطه اتصال جوش گردد که خود منجر به افزایش در استحکام کششی نقطه اتصال جوش خواهد شد.
۱۳ـ۲ـ۴٫ جوشکاری قوس پلاسمای آلیاژ منیزیم با پلاریته متغیر و اتصال لب به لب
ویژگی های جوش
در این ارتباط، یک اتصال لب به لب مناسب برای آلیاژ منیزیم با ضخامت ۵/۲ میلی متر در مود PAW سوراخ کلید همراه با جوش یکطرفه با حالت شکل گیری معکوس، بر حسب شکل ۱۳ـ۱۱، مد نظر است.
از شکل ۱۳ـ۱۱ می توان مشخص نمود که ظاهر جوش به صورت یکنواخت و پیوسته بدون سیم جوش می باشد، و شکل گیری بخش عقبی و جلویی نقطه اتصال جوش نیز به صورت یکنواخت و بدون پلیسه خواهد بود.
یک اتصال لبه ای مناسب را می توان بدون شیار و پشت بندی در مود سوراخ کلیدی تحت فرایند VP-PAW حاصل آورد. به هنگامی که قوس پلاسما بر روی سطح آلیاژ منیزیم بکار گرفته شود، فلز پایه در بخش فوقانی ذوب شده و سبب ایجاد یک حوضچه مذاب می شود. متعاقباً، قوس پلاسما نیز سبب ذوب شدن بخش عقبی گردیده و نهایتاً یک سوراخ کلید با نیروی قوس پلاسما همانگونه که در شکل ۱۳ـ۱۲ نشان داده شده است شکل می گیرد.
انرژی قوس پلاسما از طریق سوراخ کلید جوشکاری جذب می شود. مقدار حرارت انتقال یافته از فلز اطراف سوراخ کلید، سبب ایجاد فلز مذاب می شود. در همین زمان، سوراخ کلید و فلز اطراف آن به وسیله قوس پلاسما به جریان در آمده و این سوراخ کلید با فلز مذاب پر شده تا بدین وسیله یک درز جوش شکل گیرد.
جوشکاری قوس پلاسمای آلیاژهای منیزیم
خواص مکانیکی اتصالات جوش
نتیجه آزمایش برشی – کششی مود سوراخ کلید جوشکاری قوس پلاسما با پلاریته متغیر (پیوسته) با توجه به اتصال آلیاژ منیزیم در جدول۱۳ـ۱ نشان داده شده است. شماتیک نمونه تست در شکل ۱۳ـ۱۳ مشخص گردیده است.
در این آزمایش، بواسطه وجود گشتاور خارج از مرکز، دفرمه شدگی خمیری قطعه کاری به منظور کاهش گشتاور خارج از مرکز رخ می دهد. بنابراین، نه تنها شاهد وجود تنش برشی هستیم بلکه تنش کششی نیز وجود خواهد داشت. نتایج نشان دهنده آن هستند که اتصال جوش به آسانی در بخش جلویی درز جوش با شکست روبرو شده و بار میانگین شکست فراتر از ۳۴/۷ kN می باشد. با توجه به فرایند جوش قوس پلاسما (پیوسته) با پلاریته متغیر، یک اتصال جوش خوب حاصل می شود. چنین موردی برای ارتقای کاربرد ساختار آلیاژ منیزیم مفید خواهد بود.
ریز ساختار نقاط اتصال جوش
سطح مقطع درز جوش به منظور مشاهده ریز ساختار بررسی شده است. درشت ساختار و ریز ساختار اتصال جوش به ترتیب در شکل های ۱۳ـ۱۵ و ۱۳ـ۱۶ نشان داده شده اند.
۱۳ـ۳٫ پیوند جوش قوس پلاسما با پلاریته متغیر به آلیاژهای منیزیم
۱۳ـ۳ـ۱٫ مقدمه پیوند جوش قوس پلاسمای آلیاژهای Mg
فرایند VP-PAWB به عنوان یک روش جوشکاری جدید جهت پیوند آلیاژ Mg به شمار می آید. اتصال لب به لب به وسیله فرایند VP-PAW به هنگامی حاصل می شود که لایه چسبنده در سطح مشترک ورقه های آلیاژ Mg بوجود آید. فرآیند اتصالات جوشکاری را می توان به واسطه ویژگی های لایه چسبنده نظیر خستگی ممتاز و قابلیت جذب مناسب انرژی ارتقا داد. با این وجود، این مورد دارای مزیت منحصر به فردی در ارتباط با پیوند آلیاژ غیرمشابه Al به آلیاژ Mg می باشد. با وجود آنکه گزارشات بسیاری در خصوص فرایند جوش ـ پیوندی نقطه ای و فرایند جوش ـ پیوندی لیزری پیوسته وجود دارد، مقالات اندکی در ارتباط با فرایند VP-PAWB در دسترس می باشند.
جوشکاری قوس پلاسمای آلیاژهای منیزیم
۱۳ـ۳ـ۲٫ بررسی مود سوراخ کلید تکنیک پیوند جوش قوس پلاسما با پلاریته متغیر
ماده پایه بکار گرفته شده در این بررسی ورقه AZ31B اکستروژن / قالب گیری شده (۲۵۰ mm´ ۱۰۰ mm´ ۵٫۲ mm) می باشد. ماده چسبنده استفاده شده در این آزمایش یک چسب اپوکسی سازه ای با مقاومت برشی در دمای اتاق بر روی ورقه فولادی الکتروگالوانیزه (EZG) در حدود ۲۰ MPa، با تجزیه مونوکسید کربن، دی اکسید کربن و / یا هیدروکربن های و با وزن اندک مولکولی فراتر از ۲۳۰ درجه سلسیوس می باشد. جوش لب به لب این نمونه ها با استفاده از یک لایه بینابینی به ضخامت ۱/۰ میلیمتر در ناحیه هم پوشان حاصل شد.
۱۳ـ۳ـ۳٫ بررسی رفتار منفذ
تخلخل اتصال VP-PAWB
در فرایند VP-PAWB، به واسطه اضافه نمودن مواد چسبنده، به راحتی قابلیت تشکیل تعداد زیادی از منافذ در حوضچه مذاب وجود دارد. شکل ۱۳ـ۱۸ (ب) نشان دهنده سطح مقطع یک اتصال VP-PAWB می باشد. بر این مبنا مشاهده می شود که تعداد زیادی از منافذ وجود داشته و غالب آنها در بخش فوقانی اتصال VP-PAWB توزیع شده اند. چهار منفذ بزرگ بیضی شکل با محور اصلی در حدود ۳ میلیمتر از بخش فوقانی به سمت بخش پایینی اتصال VP-PAWB رشد یافته اند. به علاوه برخی از منافذ بیضی شکل کوچکتر با محور اصلی ۱ میلیمتری و منافذ دایره ای شکل با قطر ۳/۰ میلیمتر در امتداد منافذ بیضی شکل بزرگ توزیع شده اند. دیواره داخلی این منافذ دارای اندازه منظم به صورت یکنواخت می باشد. شکل ۱۳ـ۱۸ (الف) نشان دهنده برخی از منافذ ناهنجار (غیرعادی) در لبه بخش فوقانی حوضچه مذاب می باشد، نظیر منافذ ستاره ای شکل و چند ضلعی. جداره داخلی منافذ بی قاعده به صورت ناهموار می باشد. ریز منافذ با قطرهایی در حدود ۱۰ میلیمتر نیز در لبه بخش پایینی حوضچه مذاب، بر حسب شکل ۱۳ـ۱۸ (ج)، مشاهده گردید…
۱۳ـ۳ـ۵٫ برآورد توزیع اجزا
توزیع اجزا در مقطع عرضی اتصال VP-PAWB به وسیله EPMA مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن در بخش IV (به صورت رنگی بین صفحات ۲۱۰ و ۲۱۱) ارائه شده است. این مورد نیز به خوبی مشخص شده است که مواد چسبنده رزین اپوکسی یا محصولات تجزیه شده از آن عمدتاً حاوی اجزای C، O و H می باشند، بنابراین توزیع مواد چسبنده یا محصولات آن را می توان از طریق مشاهده توزیع C ، O و H در نظر داشت. بخش IV (الف، ب و ج) نشان دهنده توزیع اجزای C، O و H به ترتیب می باشد. در ناحیه A شکل ۱۳ـ۲۵ این مورد مشخص شده است که تعداد زیادی از اجزای C، O وجود دارند که به صورت شایع در سطح مشترک نمونه ها حضور داشته و در درز جوش ناپدید میگردند. این موضوع اثبات کننده این ویژگی می باشد که لایه چسبنده هم چنان در هر دو طرف درز جوش وجود داشته و پس از جوشکاری در درز جوش ناپدید می گردد. بخش IV (د، هـ، ز) نشان دهنده توزیع اجزای C، O و Mg به ترتیب می باشد، در ناحیه B شکل ۱۳ـ۲۵ این مورد مشخص شده است…
۱۳ـ۳ـ۶٫ برآورد خواص مکانیکی
جدول ۱۳ـ۳ نشان دهنده بار شکست مود سوراخ کلید اتصال VP-PAWB، مود سوراخ کلید اتصال VP-PAW و اتصال پیوندی مواد چسبنده در آزمایش برش کششی می باشد. میزان میانگین بار شکستی مود سوراخ کلید اتصال VP-PAWB، همراه با مود سوراخ کلید اتصال VP-PAW و اتصال پیوند مواد چسبنده به ترتیب ۲۴/۶، ۴۶/۴ و ۲۷/۴ kN می باشند. مود سوراخ کلید اتصالات VP-PAWB نشان دهنده بالاترین بار شکست است و معرف آن است که غالب نمونه ها در ناحیه HAZ ورق فوقانی با شکست روبرو شده اند. تحت تأثیر ترکیبی درز جوش و لایه چسبنده، خواص مکانیکی اتصال جوش ارتقا می یابد. به هنگامی که مود سوراخ کلید اتصال VP-PAWB تحت شرایط نیروی برشی کششی کار کند، این نیرو دارای مقاومت برحسب لایه چسبنده و درز جوش خواهد بود. لایه چسبنده قابلیت توزیع بار به کل نمونه را داشته و از این طریق درز جوش قابلیت ارتقای ثبات لایه چسبنده را خواهد داشت…
۱۳ـ۳ـ۷٫ مشاهداتی راجع به رفتار قوس
شکل ۱۳ـ۲۷ نشان دهنده شکل قوس VP-PAW و VP-PAWB در دو چرخه جریان می باشد. هر چرخه جریان متشکل از مراحل ACEN و ACEP است. این موضوع مشخص شده است که شکل فرایند VP-PAW در یک مرحله ACEN به صورت متراکم در نظر گرفته شده و در مرحله ACEP نیز به صورت واگرا مشخص می شود. این قوس عمدتاً بر روی درز جوش در مرحله ACEN و بر روی هر دو طرف درز در مرحله ACEP عمل می نماید. در مقابل، شکل قوس فرایند VP-PAWB نه تنها در مرحله ACEN بلکه در مرحله ACEP نیز به صورت متمرکز و منقبض خواهد بود. این قوس عمدتاً بر روی درز جوش در هر دو مرحله ACEN و ACEP عمل می نماید.
جوشکاری قوس پلاسمای آلیاژهای منیزیم
۱۳ـ۴٫ نتیجه گیری و خط مشی های آتی
در خلال فرایند PAW، آلیاژ Mg را می توان به صورت کارآمد و مؤثر به یکدیگر متصل نمود که این قابلیت به صورت اتصال لب به لب مدنظر می باشد. بر مبنای ویژگی های فرایند PAW، ورقه نازک یا ضخیم آلیاژ Mg را می توان به صورت کارآمد به یکدیگر متصل نموده و جوش یک طرفه با قابلیت شکل گیری معکوس را حاصل آورد. به علاوه، افزایش تمرکز بر روی فرایند جوشکاری ترکیبی یا هیبرید، فرایند پیوند جوش قوس پلاسمای آلیاژ Mg نیز از جمله موارد عرضه شده و پیشنهادی در این مبحث می باشد. از مشاهدات فوق، این موضوع مشخص شده است که آلیاژ Mg به خوبی با استفاده از فرایند پیوند جوش قوس پلاسما قابل اتصال می باشد. وجود آلیاژ ترکیبی با مواد چسبنده دارای مزیت های مختلفی برای فرایند جوشکاری می باشد. این نتیجه گیری حاصل شده است که PAW جهت ارتقای اتصال آلیاژ Mg مفید تلقی شده و آلیاژ Mg از دسترسی گسترده ای برخوردار می باشد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
