مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی خواص مکانیکی و میکروسختی الکترود ترکیبی با روش ساخت افزایشی قوس و سیم مبتنی بر جوشکاری قوس الکتریکی با گازمحافظ

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 دانشگاه سمنان
2 دانشگاه صنعتی بیرجند
چکیده
امروزه فرآیند تولید افزودنی سیم و قوس بر پایه جوشکاری قوس فلزی گازی به عنوان یکی از فرآیندهای همجوشی قوس الکتریکی است که به دلیل کارایی بالا به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. انتخاب صحیح پارامترهای ورودی مستقیماً بر کیفیت جوش تأثیر می گذارد و با کنترل آن پارامترها می توان میزان مواد جوش را کاهش داد وخواص آن را بهبود بخشید.در این پژوهش تولید نمونه کامپوزیتی با الکترود ترکیبی با روش جوشـکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ مـورد بررسـی قـرار گرفـت. در ابتدا، با استفاده از مطالعه و بررسی پارامترهای مؤثر فرآیند در ساخت افزایشی قوس و سیم به روش جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ سرعت جوش، ولتاژ و سرعت سیم انتخاب شد. سپس جهت ارزیابی اثرات پارامترهای جوشکاری موثر، سه فاکتور سه سطحی به روش تاگوچی در نرم افزار مینی‌تب با آرایه L9 آزمایشات مربوط طراحی گردید. پس از انجام فرآیند بررسی ظاهری، تست کشش و میکروسختی انجام شد. نتایج تست کشش نشان داد که بیشترین استحکام کششی 294.327 مگاپاسگال در نمونه با سرعت جوشکاری 86 میلی‌متر بر دقیقه، ولتاژ 32 ولت و سرعت تغذیه سیم 6 متر بر دقیقه می‌باشد. نتایج آزمون میکروسختی نشان داد که بیشترین مقدار میکروسختی، مربوط به نمونه تولید شده با سرعت جوشکاری 86 میلی‌متر بر دقیقه، ولتاژ 27 ولت و سرعت تغذیه سیم 5 متر بر دقیقه به مقدار 463.1 ویکرز بوده است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Investigating the Mechanical Properties and Microhardness of the Combined Electrode with Wire Arc Additive Manufacturing Based on Gas Metal Arc Welding

نویسندگان English

Salar Farzad-Rik 1
Masoud Mahmoodi 1
Hadi Tagimalek 1
Mohammad Reza Maraki 2
چکیده English

Today, the wire arc additive manufacturing process is based on gas metal arc welding as one of the electric arc fusion processes, widely used in the industry due to its high efficiency. The correct selection of input parameters directly affects the welding quality, and by controlling those parameters, the amount of welding material can be reduced, its properties can be improved, and then the efficiency of the process can be increased. In this research, the production of a composite sample with a combined electrode by gas metal arc welding (GMAW) was investigated. At first, the welding speed, voltage, and wire speed were selected by studying and checking the effective parameters of the process in the wire and arc additive manufacturing (WAAM) by gas metal arc welding. Then, in order to evaluate the effects of effective welding parameters, three three-level factors were designed by the Taguchi method in Minitab software with an L9 array-related experiment. After performing the appearance review process, tensile and microhardness tests were performed. The tensile test results showed that the highest tensile strength is 294.327 MPa in the sample with a welding speed of 86 mm/min, voltage of 32 V, and wire feeding speed of 6 m/min. The microhardness test results showed that the highest value of microhardness was 463.1 Vickers for the sample produced with a welding speed of 86 mm/min, voltage of 27 V, and wire feeding speed of 5 m/min.

کلیدواژه‌ها English

WAAM
GMAW
Combined Electrode
Microhardness
Mechanical properties
1. Le VT, Paris H. A life cycle assessment-based approach for evaluating the influence of total build height and batch size on the environmental performance of electron beam melting. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018 Sep;98:275-88.
2. Ning J, Yu ZS, Sun K, Hu MJ, Zhang LX, Zhang YB, Zhang LJ. Comparison of microstructures and properties of X80 pipeline steel additively manufactured based on laser welding with filler wire and cold metal transfer. Journal of Materials Research and Technology. 2021 Jan 1; 10:752-68.
3. Rodrigues TA, Duarte V, Miranda RM, Santos TG, Oliveira JP. Current status and perspectives on wire and arc additive manufacturing (WAAM). Materials. 2019 Apr 4;12(7):1121.
4. Todaro CJ, Easton MA, Qiu D, Brandt M, StJohn DH, Qian M. Grain refinement of stainless steel in ultrasound-assisted additive manufacturing. Additive Manufacturing. 2021 Jan 1; 37:101632.
5. Kumar MB, Sathiya P. Methods and materials for additive manufacturing: A critical review on advancements and challenges. Thin-Walled Structures. 2021 Feb 1; 159:107228.
6. Jiang J, Xu X, Stringer J. Optimization of process planning for reducing material waste in extrusion based additive manufacturing. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 2019 Oct 1; 59:317-25.
7. Ngo MH, Gandham B, Le DH, Van TN, Van TN. Unique characteristics of the novel-GTAW process for the butt joint of ultra-thin silicon steel sheets. Journal of Manufacturing Processes. 2023 Jan 6; 85:894-903.
8. Chaudhari R, Parmar H, Vora J, Patel VK. Parametric study and investigations of bead geometries of GMAW-based wire–arc additive manufacturing of 316L stainless steels. Metals. 2022 Jul 21;12(7):1232.
9. Nobrega G, Souza MS, Rodríguez-Martín M, Rodríguez-Gonzálvez P, Ribeiro J. Parametric optimization of the GMAW welding process in thin thickness of austenitic stainless steel by Taguchi method. Applied Sciences. 2021 Sep 19;11(18):8742.