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: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۳۷
کد مقاله
MTL037
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
جوشکاری لیزری آلیاژهای تیتانیوم Ti6Al4V
نام انگلیسی
Laser welding of Ti6Al4V titanium alloys
تعداد صفحه به فارسی
۲۸
تعداد صفحه به انگلیسی
۹
کلمات کلیدی به فارسی
جوشکاری درزی لیزر، فرآوری مواد بوسیله لیزر، آلیاژهای تیتانیوم Ti6Al4V
کلمات کلیدی به انگلیسی
Laser seam welding, Laser material processing, Ti6Al4V titanium alloys
مرجع به فارسی
ژورنال تکنولوژی فرآوری مواد
دانشگاه کوکئیلی، مرکز کاربرد و تحقیقات لیزر، ترکیه، الزویر
مرجع به انگلیسی
journal of materials processing technology, University of Kocaeli, Laser Technologies Research and Application Center, Turkey; Elsevier
کشور
ترکیه
جوشکاری لیزری آلیاژهای تیتانیوم Ti6Al4V
چکیده
مقاومت بالا در برابر نسبت وزنی و مقاومت ممتاز در برابر خوردگی آلیاژهای تیتانیوم این امکان را فراهم می‌آورد تا بتوان از این آلیاژها در کاربردهای گوناگون و رشته های مختلف شامل صنایع پزشکی و هوا فضا استفاده نمود. تکنیک های متعددی به منظور حاصل آوردن جوشکاری قابل اطمینان با کمترین میزان اعوجاج یا پیچیدگی و تغییر شکل برای ساخت اجزای ختلف در این صنایع مدنظر می‌باشد. از بین این تکنیک ها، جوشکاری لیزری قابلیت فراهم آوردن یک مزیت ممتاز در زمینه جوشکاری آلیاژهای تیتانیوم را خواهد داشت، که علت آن نیز دقت و قابلیت فرآوری سریع آن می‌باشد. برای حالت ضربه ای Nd:YAG جوشکاری لیزری، شکل پالس، انرژی، مدت، نرخ یا سرعت تکرار و توان پیک جزء مهم ترین پارامترهایی می‌باشند که به طور مستقیم و در تعامل با یکدیگر بر روی کیفیت جوش های درز ضربه ای تأثیرگذار خواهد بود. در این مطالعه، تحقیقات تجربی با توجه به پارامترهای جوش جهت اتصال یک آلیاژ تیتانیوم به ضخامت سه میلیمتر با استفاده از لیزر ضربه ایLumonics JK760TR Nd:YAG اعمال گردید. این موضوع مشخص شده است که نسبت بین انرژی ضربه ای و مدت پالس جزء مهمترین پارامترها در تعریف عمق نفوذ می‌باشد. علاوه بر این، نشان داده شده است که گوناگونی مدت پالس یا ضربه در توان پیک ثابت دارای هیچگونه تأثیری بر روی عمق نفوذ نمی‌باشد. در نتیجه، جهت افزایش عمق نفوذ به هنگام جوشکاری، نقش پارامترهای جوشکاری نظیر انرژی و مدت پالس و همچنین توان پیک برای اتصال آلیاژ Ti6Al4V با ضخامت ۳ میلیمتری مورد بررسی قرار می‌گیرند.
چگالی پایین، دمای بالا و ممتاز، ویژگی های مکانیکی و مقاومت مناسب در برابر خوردگی باعث شده است تا تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم در محدوده گسترده ای از کاربردها چون پزشکی، هوا فضا، صنایع اتومبیل، پتروشیمی، صنایع هسته ای و تولید نیرو، همانگونه که بوسیله وانگ (Wang) و همکاران (۲۰۰۳) کازالینو (Casalino) و همکاران (۲۰۰۵) گزارش شده است، عملکرد موفقی را داشته باشند. به هنگامی که دمای کار به بیش از ۱۳۰ درجه سانتی گراد رسید، آلیاژهای تیتانیوم را می‌توان به عنوان جایگزینی برای مواد مبتنی بر آلومینیوم، جهت حاصل آوردن ویژگی های ارتقا یافته مکانیکی در دماهای زیاد برای کاربردهای نظیر پوسته های خارجی توربین ها، تأسیسات نیرو جهت استفاده در ارتباطات فضایی و اجزای سازه ای مربوط به چرخ هواپیما در هواپیماهای بوینگ ۷۴۷ و ۷۵۴، همانگونه که ذکر شد، به کار گرفت (لیما- Lima، ۲۰۰۵). به طور جایگزین، همانگونه که بوسیله چابی (Choubey) و همکاران ۲۰۰۵ نشان داده شده است، علاوه بر آنکه تیتانیوم نرخ بسیار پایین خوردگی، در تعامل با سیال های موجود در بدن انسان، را نشان می‌دهد، کاربردهای دیگر که در ارتباط با صنعت پزشکی هستند، شامل ادوات پروستتیک یا جانشین شونده نظیر پمپ های مصنوعی قلب، ادوات جریان ساز، بخش های دریچه قلب و همچنین استخوان باربر نظیر موارد قابل جایگزین برای استخوان ناحیه نشیمن‌گاه، از جمله رویکردهای امکان پذیر دیگر در این مبحث می‌باشند.
با وجود آنکه رویه های جوشکاری با ادوات به کار گرفته شده فولاد ضد زنگ آستنیتیک یا سخت شده و آلیاژهای آلومینیوم را می‌توان جهت اتصال تیتانیوم خالص تجاری و اغلب آلیاژهای تیتانیوم به کار گرفت. واکنش پذیری افزایش یافته آنها با عناصر جوی در دماهای بالا ضرورت بهره گیری از رویه های احتیاطی بیشتر جهت حفاظت و پوشش استخر جوش مذاب را خاطر نشان ساخته است. با این وجود جوشکاری لیزری دارای انعطاف پذیری قابل توجهی برای اتصال آلیاژهای تیتانیوم، چه بصورت بیواسطه و چه با استفاده از سیم جوش یا پودر، می‌باشد. به هنگامی که جوشکاری لیزری اجازه ایجاد سوراخ کلیدی را می‌دهد که به طور مؤثر سبب تمرکز ورودی انرژی در یک ناحیه کوچک می‌شود، شاهد وجود پتانسیل مناسبی در جهت اتصال آلیاژهای تیتانیوم خواهیم بود، چرا که تغییرات ریز ساختاری محدود به ناحیه جوش بوده و همچنین تحت تأثیر ناحیه حرارت دیده باریکی خواهد بود، که بر مبنای گزارشات باعث حفظ حالت مقاومت در برابر خوردگی و استحکام مکانیکی قطعات به هم جوش خورده خواهد شد (لیو- Liu و همکاران، ۲۰۰۲).
…
جوشکاری لیزری آلیاژهای تیتانیوم Ti6Al4V
۲- مواد و روشها
در این بررسی، جوشکاری شکافی یا درزی یک قطعه آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V (3×۳۰×۳۰ میلی متر) با استفاده از دستگاه لیزر سری GSI lumonics JK760TR (کلاس۴) با یک کابین CNC انجام شد. ترکیب شیمیایی بر حسب درصد وزنی زیرلایه تیتانیوم در جدول ۱ نشان داده شده است. سری های JK760TR سیستم لیزر به عنوان یک لیزر Nd:YAG بشمار می‌آیند که دارای طول پالس/ ضربه ms50-0.3 و نرخ تکرار حداکثری ۵۰۰ هرتز می‌باشند. توان میانگینی که می‌توان آن را حاصل آورد به میزان ۶۰۰ وات خواهد بود و همچنین سیستم های لیزر سری JK760TR دارای قابلیت شکل دهی پالس می‌باشند. توان خروجی لیزر برای سر آن در ناحیه کاری از طریق یک کابل فیبر نوری با شعاع حاصل شد. در این آزمایش، یک پالس مربعی شکل برای کلیه قطعات کاری در نظر گرفته شد.
پرتوی لیزر بر روی صفحات تیتانیومی با استفاده از لنزهای محدب / کوژ ۱۶۰ میلیمتری متمرکز شد. حداقل اندازه خال بر روی این صفحات ۴/۰ میلیمتر گزارش شده است. در طی اعمال جوشکاری، پرتوی لیزر بر روی یک ناحیه ۲ میلیمتری زیر سطح صفحات متمرکز گردید تا آنکه دانسیته توان کافی در سطح مقطع حاصل آید. در مورد این آزمایش، اندازه خال بر روی صفحات به میزان ۶۵/۰ میلیمتر بوده است. پارامترهای متغیر خروجی لیزر در جدول ۲ نشان داده شده اند.
جوشکاری لیزری آلیاژهای تیتانیوم Ti6Al4V
۳- نتایج و مباحث
کاربرد جوشکاری لیزر با تشخیص توان پیک آغاز می‌گردد که به عنوان مهمترین پارامتر تأثیر گذار بر عمق جوش مد نظر خواهد بود. در صورتی که استخر ذوب بسیار بزرگ یا بسیار کوچک باشد و یا در صورتی که تبخیر زیادی در طی جوشکاری حاصل شود نتایج ناموفقی ممکن است بدست آید. بنابراین، کنترل سطح توان لیزر همراه با طول پالس بسیار حیاتی می‌باشد. عمق نفوذ با افزایش توان پیک با توجه به مدت پالس ثابت و قطر نقطه افزایش خواهد یافت. شکل ۳ نشان دهنده سطح مقطع نمونه های جوش می‌باشد که تحت توان های پیک از ۱۲/۱ الی kW 68/2 جوشکاری شده‌اند. در طی فرآیند جوشکاری پرتوی لیزر بر روی یک نقطه ۲ میلیمتری متمرکز خواهد شد که تحت این شرایط قطر نقطه پرتو ۶۵/۰ میلیمتر بر روی سطح قطعه کاری خواهد بود. مدت پالس نیز به صورت ثابت حفظ می‌شود که برای هر یک از پارامترهای جوشکاری به میزان ۵ میلی ثانیه خواهد بود.
جوشکاری لیزری آلیاژهای تیتانیوم Ti6Al4V
۴- نتیجه گیری
تکنیک جوشکاری لیزر Nd–YAG ضربه ای جهت پیوند آلیاژهای تیتانیوم Ti6Al4V بکار گرفته شده است. به طور کلی، نتایج معرف آن می‌باشند که احتمال کنترل عمق نفوذ و هندسه دانه جوش لیزر از طریق کنترل دقیق پارامترهای خروجی لیزر وجود خواهد داشت. بعلاوه، این موضوع نشان داده شد که توان پیک مهمترین پارامتر به هنگام تعیین عمق نفوذ می‌باشد که مساوی با انرژی پالس/ ضربه بر مدت آن خواهد بود. در صورتی که توان پیک بیش از حد وارد آید، دمای قطعات کاری فراتر از نقطه تبخیر آلیاژ Ti6Al4V خواهد شد که خود موجب تشکیل چاله جوش بر روی سطح مواد می‌گردد. جهت افزایش عمق نفوذ بدون ایجاد چاله های جوش، مدت پالس/ ضربه در یک توان پیک ثابت افزایش می‌یابد. به هنگامی که مدت پالس افزایش یافت، پهنای منطقه حرارت دیده، استخر جوش نیز با یک عمق نفوذ یکسان افزایش خواهد یافت. بواسطه سرد شدگی سریع، سختی دو ناحیه جوشکاری بسیار بالا خواهد بود. نمایه مرتبط با ریز سختی در اطراف ناحیه تحت جوش معرف آن است که توزیع سختی در ناحیه ذوب بالاتر از هر دو مورد منطقه حرارت دیده (HAZ) و فلز اصلی خواهد بود. علاوه بر این، مقادیر سختی در توان های بالای پیک بیشتر خواهند بود. افزایش در میانگین توان که سبب افزایش مجموع حرارت ورودی به هدف می‌شود، خود می‌تواند سبب کاهش مقادیر مربوط به سرد شدگی و سختی شود. ریز ساختار آلیاژ Ti6Al4V دارای دو فاز می‌باشد. پس از فرآوری گرمایی ریز ساختار آلیاژها تغییر نموده و از فاز به تبدیل خواهد شد. این تبدیل و رشد در اندازه دانه دلیلی برای کاهش در استحکام کششی ساختارهای جوش خواهد بود. علاوه بر تغییر در ریزساختار، تخلخل های ایجادی که بواسطه گازهای تجمع یافته در ماده ذوب حاصل می‌شوند تأثیر زیادی را بر روی استحکام یا مقاومت کششی بجای خواهند گذاشت.
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.
