مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه تجربی اتصال آلومینیم به فولادهای ساده کربنی و گالوانیزه به روش ترکیبی جوشکاری- لحیم کاری

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 دانشیار دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
امروزه تقاضا برای اتصال فلزات غیرمشابه آلومینیم و فولاد به منظور کاهش وزن در صنایع حمل و نقل بسرعت در حال افزایش است. در این تحقیق آلیاژ آلومینیم 5083 از طریق روش ترکیبی جوشکاری– لحیم کاری، با بکار بردن پرکننده های پایه آلومینیم 4043 و 4047، به فولاد گالوانیزه و فولاد ساده کربنی اتصال داده شد. لایه ترکیب بین فلزی ترد شگل گرفته در فصل مشترک فولاد- فلز جوش تأثیر اساسی روی استحکام اتصال دارد. نتایج نشان داد که افزایش حرارت ورودی منجر به افزایش ضخامت لایه ترکیب بین فلزی می شود. اندازه ضخامت لایه ترکیب بین فلزی که از تصاویر ریزساختاری اندازه گیری شد، در یک محدوده 6-2 میکرومتری بود. نتایج بدست آمده از مشاهده های ریز ساختاری نشان داد که در حرارت ورودی مشابه، ضخامت لایه ترکیب بین فلزی ترد برای اتصال ایجاد شده با پرکننده 4047 تقریباً نصف ضخامت این لایه در اتصال ایجاد شده با پرکننده 4043 است. بالاترین استحکام حاصل شده (170مگاپاسکال) مربوط به اتصال آلومینیم به فولاد گالوانیزه با پرکننده 4047 بود. علاوه بر آن، در این نوع اتصال شکست در فلز جوش رخ داد، در حالی که برای اتصال آلومینیم به فولاد ساده کربنی این پدیده در ناحیه فصل مشترک فولاد- فلز جوش بوقوع پیوست. نتایج آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس حضور ترکیب بین فلزی آهن- آلومینیم با نسبت اتمی 1/3 را در لایه ترکیب بین فلزی، -برای اتصال آلومینیم به فولاد گالوانیزه نشان داد. این نتیجه همچنین به وسیله آنالیز پراش پرتو ایکس انجام شده بر سطح شکست، اثبات شد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

An Experimental study of joining aluminum to galvanized and plain carbon steels using the welding-brazing hybrid method

نویسندگان English

Mehdi Zarooni 1
Reza Eslami Farsani 2
چکیده English

Today, the demand for joining dissimilar metals of aluminium and steel to reduce the vehicle weight in the automotive, aerospace and shipbuilding industries has witnessed a rapid growth. In the present study, 5083 aluminium alloy was joined to galvanized steel and plain carbon steel with 4043 and 4047 filler metals by using the welding-brazing hybrid method. The brittle intermetallic compound (IMCs) layer formed in the interface of steel-weld seam was found to have a significant influence on the joint strength. The results also indicated that increasing heat input enhanced the thickness of IMCs layer. The thickness of IMCs layers, as measured from microstructural images, was in a range of 2-6 μm. Further, the results obtained from microstructural observation showed that with equal weld heat input, the thickness of IMCs layer for the joint produced with 4047 filler metal was approximately half of that obtained for the joint produced with 4043 filler metal. The highest mechanical resistance (of about 170 MPa) was obtained for aluminum to galvanized steel joint with 4047 filler metal. Moreover, in this joint, the failures occurred in the welded seam and for aluminum to plain carbon steel joint, it was in the interface of steel‌-‌weld seam.‌ The results obtained by Energy dispersive x-ray spectrometry analysis of IMCs layer for aluminum to galvanized steel joint showed the presence of the FeAl3 intermetallic compound. This was confirmed by x-ray diffraction analysis of the fracture plane.

کلیدواژه‌ها English

Dissimilar Metals
Welding-Brazing
Intermetallic Compound Layer
Heat Input