مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

ارزیابی قابلیت روش اولتراسونیک در اندازه‌گیری تنش پسماند طولی جوشکاری به‌وسیله‌ی اعتبارسنجی با روش پراش پرتو ایکس

نویسندگان
1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشکده مکانیک، رشته مهندسی مکانیک گرایش مهندسی جوش، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
2 دانشیار دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مکانیک
چکیده
در سال‌های اخیر، اندازه‌گیری تنش پسماند با روش التراسونیک به دلیل ماهیت غیر مخرب، تجهیزات قابل حمل، ارزان و سریع بودن، در حال توسعه می‌باشد. در این پژوهش، قابلیت روش التراسونیک با استفاده از موج طولی با زاویه شکست بحرانی یا موج Lcr، در اندازه‌گیری تنش پسماند طولی ناشی از جوشکاری، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور دو ورق از جنس آلیاژ آلومینیوم سری 5000 با روش جوشکاری تیگ به هم متصل شد. اندازه‌گیری تنش پسماند طولی با روش التراسونیک، توسط ترنسدیوسرهای 5 مگاهرتزی و در عمق نزدیک به سطح و بر مبنای تئوری آکستوالاستیسیته انجام شد. به‌منظور ایجاد موج Lcr و ارسال آن به درون قطعه، گوه‌ی التراسونیک بر مبنای قانون اسنل ساخته شد. همچنین از یک میز سه‌محوره برای کنترل حرکت گوه و ثابت نگه‌داشتن فشار روی آن استفاده گردید. به‌منظور محاسبه تنش پسماند و افزایش دقت، ضریب آکستوالاستیک برای هر سه ناحیه جوشکاری فلز جوش، HAZ و فلز پایه به‌صورت جداگانه با انجام آزمون کشش تک‌محوره به دست آمد. به‌منظور اعتبارسنجی نتایج روش التراسونیک، از تنش پسماند طولی اندازه‌گیری شده به‌وسیله‌ی روش پراش پرتو ایکس در 5 نقطه واقع بر سطح قطعه، استفاده گردید. درنهایت، پس از مقایسه نتایج هر دو روش مورد استفاده با هم، تطابق خوبی مشاهده شد که نشان‌دهنده‌ی قابلیت خوب روش التراسونیک در اندازه‌گیری تنش پسماند طولی است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Evaluation of the Capability of Ultrasonic Method for Measuring Longitudinal Welding Residual Stress, by Validating with X-Ray Diffraction Method

نویسندگان English

Mohammad Eftekhary 1
Mehdi Ahmadi Najafabadi 2
چکیده English

In recent years, measurement of residual stress by ultrasonic method is developing because of nondestructive nature, portable equipment and being cheap and fast. In this research, the Capability of ultrasonic method by using longitudinal critically refracted or Lcr wave in measurement of longitudinal welding residual stress has been scrutinized. For this purpose, two plates of aluminum alloy series 5000 were joined by TIG welding method. Measurement of longitudinal residual stress by ultrasonic method was done in closeness of surface via 5 MHz transducers based on acoustoelasticity theory. In order to create Lcr wave and transmit it into specimen, an ultrasonic wedge was made based on Snell’s law. Also a triaxial table was used to control the wedge movement and keep the pressure on it fixed. In order to calculate residual stress and increase in accuracy, acoustoelastic constant for each three welding zones, including weld metal, HAZ and base metal was obtained separately from uniaxle tension test. In order to validate ultrasonic method results, measured longitudinal residual stress by x-ray diffraction method in 5 points on the specimen surface was used. Finally after comparing the results of two used methods with each other, good agreement was seen which indicates the good ability of ultrasonic method in measurement of longitudinal residual stress.

کلیدواژه‌ها English

Welding Residual Stress"
"Ultrasonic Method"
"X-Ray Diffraction Method"
"Aluminum Alloy Series 5000