مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تولید لوله های دولایه فولاد/آلومینیوم با استفاده از اتصال چرخشی سرد و بررسی اثر پارامترهای مختلف بر استحکام اتصال لایه ها

نویسندگان
1 دانشجو
2 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران
3 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی و علم مواد دانشگاه صنعتی شریف
چکیده
اتصال چرخشی یکی از روشهای تولید لوله های دولایه، بر مبنای فرآیند فلوفرمینگ، می باشد. این روش جدید دارای پتانسیل بالایی در تولید لوله های دوفلزی جدار نازک و بدون درز است. با استفاده از این روش، آلومینیم (به‌عنوان لایه ی داخلی یا لایه ی روکش)، و فولاد (به‌عنوان لایه ی خارجی)، با موفقیت اتصال داده شد و لوله های کامپوزیتی لایه ای تولید شدند. به‌عنوان پارامترهای مهم برای ایجاد یک اتصال مناسب، اثر پارامترهای درصد کاهش ضخامت کل، ضخامت و استحکام آلومینیم اولیه، بر استحکام اتصال بررسی شد. استحکام اتصال با استفاده از آزمون پوست کنی اندازه گیری و سطوح پوست کنی شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی و بررسی شد. نتایج نشان می دهند که درصد کاهش ضخامت تأثیر زیادی بر استحکام و کیفیت اتصال ایجاد شده دارد. با افزایش درصد کاهش ضخامت پس از آستانه ی تغییر شکل (حدود 35%)، استحکام اتصال به‌سرعت افزایش می یابد تا به استحکام فلز ضعیف تر می رسد و نمونه ها در آزمون پوست کنی از فلز زمینه می شکنند. با نزدیک شدن استحکام دو فلز و کاهش ضخامت اولیه ی لایه ی روکش، به همراه تغییر شکل بیشتر، استحکام اتصال را افزایش می دهند. تصاویر سطح شکست، نشان از افزایش کسر سطحی نواحی اتصال، با بیشتر شدن تغییر شکل، نزدیک شدن استحکام دو فلز و کاهش ضخامت اولیه ی لایه ی روکش دارند. به‌علاوه، الگوی پراکندگی و شکل نواحی شکست، با افزایش تغییر شکل، از رگه های نامنظم به نواحی تقریباً مستقیم در امتداد طولی تغییر می یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Production of Bilayer Al/St Tubes by Cold Spin Bonding and Investigation of Different Parameters on Bonding Strength of Layers

نویسندگان English

Mohammad Mahdi Samandari 1
Karen Abrinia 2
Abbas Akbarzadeh 3
چکیده English

Spin-bonding is a method for fabrication of bilayer tubes based on flow-forming process. This new method is a process with high potential in production of seamless thin-walled tubes. Utilizing this process, aluminum tube (as the inner layer or clad layer) has been bonded into steel tube (as the outer layer) to fabricate tubular laminate composites. As important parameters for creating a suitable bond, effects of thickness reduction, initial aluminum thickness and strength on bonding strength were investigated. The bond strength was evaluated by peel test and the peeled surfaces were examined using scanning electron microscopy (SEM). The results indicated that thickness reduction has great influence on strength and quality of the bond. After a threshold reduction (about 35%) the bond strength increases rapidly with the amount of deformation, until it approaches the weaker metal strength, and samples fracture from the base metal in the peel test. Approaching the strength of the two metals and decreasing the initial thickness of the clad layer, with a high amount of deformation increased the bonding strength. Fracture surface images showed that the surface fraction of bonding area was increased when deformation increased. It was also increased with the reduction of the initial thickness of the clad layer and when the strength of the two layers approached each other. Additionally, distribution and shape of the fracture area changed from a disordered fibril structure to approximately straight area, with an increase in the deformation.

کلیدواژه‌ها English

Spin-Bonding
bonding strength
Peeling
Flow-Forming