مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تاثیر ریزساختار بر تعیین ضرایب آکوستوالاستیک در جوشکاری فولاد زنگ نزن آستنیتی

نویسندگان
1 فارغ التحصیل / دانشگاه صنعتی امیرکبیر
2 فارغ التحصیل / دانشگاه تهران
3 دانشیار دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مکانیک
چکیده
اندازه‌گیری تنش پسماند برای قطعات در حال کار یک مجموعه با روش‌های مخرب عملا غیرممکن است. لذا در این موارد استفاده از روش‌های غیرمخرب مانند روش موج فراصوتی از اهمیت به سزایی برخوردار است. یکی از مشکلات موجود در زمینه اندازه‌گیری غیر مخرب تنش پسماند به روش امواج فراصوتی، تعیین ضرایب آکوستوالاستیک ماده می‌باشد. در واقع برای تبدیل داده‌های به‌دست آمده از اندازه‌گیری به روش امواج فراصوتی، می بایست این ضرایب به دقت تعیین شوند. اما به دلیل مشکلاتی مانند زاویه دار بودن منطقه متاثر از حرارت به دلیل پخ جوشکاری و ضخامت کم این منطقه تعیین ضرایب این منطقه به صورت دقیق انجام نمی‌شود. در این پژوهش برای تعیین ضریب آکوستوالاستیک منطقه متاثر از حرارت (HAZ) شبیه سازی عملی انجام گرفت. شبیه سازی به این صورت انجام گرفت که منطقه متاثر از حرارت به چهار قسمت تقسیم شد و سپس با انجام چرخه‌های مختلف عملیات حرارتی بر روی نمونه‌های استاندارد تست کشش، این منطقه به صورت چهار قسمت مجزا شبیه سازی شد. از این ضریب در تعیین تنش پسماند نمونه‌های جوشکاری شده فولاد زنگ نزن آستنیتی با استفاده از امواج فراصوتی LCR استفاده شد و سپس داده‌های به‌دست آمده با روش کرنش سنجی سوراخ مقایسه گردید. با مقایسه تنش‌های به‌دست آمده از روش شبیه سازی عملی HAZ و روش‌های پیشین محاسبه‌ی ضریب آکوستوالاستیک و مقایسه با روش کرنش سنجی سوراخ، مشاهده شد که این روش موجب بهبود دقت اندازه‌گیری تنش پسماند در نمونه‌های جوشی شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

An investigation of the effect of microstructure on determination of acoustoelastic constants in austenitic stainless steel welding

نویسندگان English

Iman Rahimi 1
Shayan Nejadshamsi 1
Farzam Ghasimakbari 2
Mahdi Ahmad Najafabadi 3
1 Graduate / Amirkabir University of Technology
2 Graduated / University of Tehran
چکیده English

Residual stress measurement of in-service parts of a system is practically impossible by means of destructive methods. Therefore, the use of ultrasonic method as a non-destructive method has an important role. One of the problems in non-destructive measurement of residual stresses by means of ultrasonic waves is determination of acoustoelastic constants. In fact, for conversion of ultrasonic method data to stress state, it is needed to determine these coefficients very precisely. But for reasons like HAZ inclination and small width of this zone, determination of coefficient of this zone does not perform accurately. In this study, the practical simulation is performed for determination of acoustoelastic coefficient of HAZ. For this simulation, the heat affected zone divided to four separate zones and then the microstructure of those four zones has been simulated on standard tensile test specimen by different heat treatment cycles. This coefficient has been used in evaluation of welding residual stresses of austenitic stainless steel by LCR Ultrasonic waves and the results has been compared with the hole-drilling strain-gage method. By comparison of stress values achieved by HAZ simulation method, the conventional method and hole-drilling strain-gage method, it is seen that the HAZ simulation method cause an improvement in welding residual stress measurement accuracy.

کلیدواژه‌ها English

Acoustoelastic Coefficient
HAZ
Austenitic Stainless Steel
LCR Waves
Hole-Drilling Strain-Gage