---

در این مقاله اثرات سرعت خطی و سرعت دورانی ابزار جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر روی توزیع حرارت، سیلان مواد و شکل‌گیری عیوب در منطقه جوش مورد بررسی قرار گرفت. جهت شبیه سازی فرایند با روش دینامیک سیالات محاسباتی از مجموعه‌ی تجاری CFD Fluent ۶,۴ استفاده شد. برای بالا بردن دقت شبیه سازی، خط جوش که در مرز بین قطعه کارها قرار دارد، به عنوان یک سیال با رفتار شبه‌مذاب در اطراف پین شبیه سازی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که با افزایش نسبت سرعت چرخشی به سرعت خطی ابزار، جریان مواد در جلو ابزار بیشتر می‌شود و ابعاد منطقه اغتشاش بیشتر می گردد. همچنین نتایج شبیه‌سازی نشان داد که حداکثر درجه حرارت و جریان مواد در سمت پیشرو اتفاق می‌افتد. بر اساس نتایج شبیه سازی مشخص شد که تولید حرارت ناکافی سبب جریان ناکامل مواد اطراف پین می‌شود و بدین ترتیب عیوب مختلفی در ریشه جوش شکل می‌گیرند. نتایج حاصل از مدل توسط نتایج تجربی سایر محققین مورد تایید قرار گرفته است. براساس پارامترهای جوشکاری مورد بررسی، نتایج حاصل از شبیه سازی حداکثر نرخ کرنش محل اتصال را ۴s-۱+ تا ۴s-۱ - پیش بینی نموده است.

---

صفحات دوقطبی فلزی از کلیدی ترین اجزای پیل سوختی می باشند که به ‌عنوان بهترین جایگزین به‌جای صفحات گرافیتی محسوب می‌شوند. انتخاب فرایند شکل دهی مناسب، تاثیر زیادی در هزینه تمام شده و کیفیت صفحات تولید شده ایجاد می کند. از فرآیندهای نو در ساخت صفحات دوقطبی فلزی شکل‌دهی با دمش گاز می باشد. در این پژوهش شکل‌پذیری صفحات آلومینیوم ۸۱۱۱ با ضخامت ۲۰۰ میکرون در قالب‌های شیاری مقعر مورد بررسی قرار گرفت. شکل دهی داغ ورق فلزی در دماهای۳۰۰ و ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد و در فشارهای ۲۰تا ۴۰ بار مورد آزمایش قرار گرفت. با بررسی پروفیل پرشدگی در الگوی شیاری مستقیم صفحات دوقطبی شکل داده شده در مقاطع مختلف کانال ها، میزان درصد پرشدگی، نازک شدگی و پارگی در مقاطع مختلف شیارهای قالب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داده است که با کاهش نسبت عمق به عرض کانال از مقدار ( ۷۵/۰> h/w)، میزان شکل پذیری ورق افزایش می یابد و با افزایش نسبت عمق به عرض کانال از (۵/۰< h/w)، میزان عمق شکل گیری کاهش پیدا می کند. همچنین با افزایش زاویه دیواره کانال(۰∝=) به (۱۵∝=)، میزان شکل پذیری وررق بدون ایجاد پارگی دارای بشترین میزان شکل پذیری ورق در قالب شیاری مقعر می باشد.

---

با توجه به شکل‌پذیری پایین آلیاژهای آلومینیم در دمای محیط، شکل‌دهی این آلیاژها در دمای بالا انجام می شود. تحقیقات نشان داده است که نتایج حاصل از آزمون کشش ساده در دمای بالا در پیش بینی رفتار ماده در شکل دهی لوله های آلومینیمی در دمای بالا از دقت کافی برخوردار نمی‌باشد. لذا تعیین خواص مکانیکی این لوله‌ها در دمای بالا از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این پژوهش ابتدا شکل‌پذیری لوله‌های آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۳ بکمک آزمون برآمدگی آزاد در محدوده دمایی۴۳۰ ̊C تا۶۰۰ ̊C بررسی شده و سپس خواص مکانیکی آن شامل تنش جریان، ضریب حساسیت به نرخ کرنش و نیز ضریب استحکام به کمک آزمون چند-برآمدگی در محدوده دمایی۵۳۰ ̊C تا ۵۸۰ ̊C بدست آمده‌است. برای این منظور از فرایند شکل‌دهی داغ با دمش گاز استفاده شده و تاثیر پارامترهای مهم فرایند مانند دما، فشار و زمان بر نسبت انبساط، و ارتفاع برآمدگی مورد مطالعه قرار گرفته‌است. نتایج نشان می‌دهد که بیشترین نسبت انبساط ۵۸% در دمای۵۸۰ ̊C بدست می‌آید. با افزایش درجه حرارت از ۴۳۰ ̊C به۶۰۰ ̊C فشار ترک از ۱,۹ مگاپاسکال به ۰.۶ مگاپاسکال کاهش می‌یابد. با افزایش زمان اعمال فشار، ارتفاع برآمدگی افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش دما، تنش جریان و ضریب استحکام کاهش یافته و ضریب حساسیت به نرخ کرنش افزایش می‌یابد.

---

روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مزایای بسیار زیادی در اتصالات غیر همجنس فلزات و آلیاژها نسبت به روشهای جوشکاری ذوبی دارا است. در این مقاله اتصال لب به لب ورق آلیاژ آلومینیم ۵۰۵۲ به آلیاژ تیتانیم Ti–۶Al–۴V توسط جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مورد مطاله قرار گرفته است. جوشکاری با استفاده از ابزار با پین هرم ناقص انجام شد. تاثیر سرعت چرخشی و خطی بر خواص مکانیکی اتصال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می‌دهد که انتخاب مناسب پارامتر‌های جوشکاری باعث بوجود آمدن اتصال با خواص متالورژیکی و مکانیکی مناسب می‌شود. بیشترین استحکام کششی به میزان ۲۶۰ مگاپاسکال در سرعت چرخشی ۵۰۰ دور در دقیقه و سرعت خطی ۴۰ میلیمتر بر دقیقه بدست آمد که این مقدار حدود ۹۴ درصد استحکام کششی آلیاژ آلومینیم است. با افزایش سرعت چرخشی از ۵۰۰ به ۱۰۰۰ دور در دقیقه به دلیل افزایش بیش از حرارت ورودی باعث ایجاد ترک در محل اتصال شد. با اقزایش سرعت خطی از ۴۰ به ۶۰ میلیمتر بر دقیقه و در سرعت چرخشی ۱۰۰۰ دور در دقیقه اتصال سالم با استحکام کششی ۱۹۲ مگاپاسکال حاصل شد که دلیل کاهش استحکام می تواند ناشی از تشکیل ترکیبات بین فلزی مانند TiAl۳ در مقطع اتصال دو آلیاژ باشد.

---

در این پژوهش فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای جوشکاری لب‌به‌لب آلیاژهای غیرمشابه آلومینیم AA۲۰۲۴-T۳۵۱ و AA۶۰۶۱-T۶ استفاده‌ شد. جوشکاری توسط ابزار با پین هرم مربعی ناقص انجام شد. تأثیر سرعت چرخشی و سرعت خطی ابزار بر روی ریزساختار، ماکروساختار و خواص مکانیکی اتصال‌ها بررسی‌شد. آلیاژ آلومینیم AA۲۰۲۴ به دلیل داشتن تنش سیلان بالاتر نسبت به آلیاژ آلومینیم AA۶۰۶۱ در دماهای بالا، در جهت پیشرو و آلیاژ آلومینیم AA۶۰۶۱ در جهت پس‌رو قرارگرفت. در بررسی‌های ماکرو مشاهده شد که در نسبت سرعت چرخشی به خطی بالاتر از ۳۱,۲۵ دور بر میلی‌متر مقطع عرضی اتصال دارای عیب حفره تونلی است. با افزایش حجم حرارت ورودی سیلان مواد در سطوح مختلف در عمق اتصال همگن‌تر شد و میزان آلیاژ آلومینیم AA۲۰۲۴ در منطقه اغتشاشی افزایش یافت. همچنین در نسبت‌های سرعت چرخشی به خطی بالاتر از ۴۰ دور بر میلی‌متر اثر سرعت تغییر شکل و در نسبت‌های کمتر اثر دما بر اندازه دانه منطقه اغتشاشی غالب شد. اعمال آفست به ابزار در حین جوشکاری به سمت پس‌رو باعث بهبود سیلان مواد در منطقه اغتشاشی و افزایش استحکام اتصال اصطکاکی اغتشاشی شد.

---

در پژوهش حاضر، ریزساختار و مقاومت به سایش پوشش‌های کامپوزیتی TiC-Al۲O۳ و TiB۲-TiC-Al۲O۳ایجاد شده به‌صورت درجا بر روی سطح فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ۳۰۴ از طریق فرایند جوشکاری قوس تنگستن با گاز محافظ مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، خمیری پیش‌نشست از مخلوط‌های پودری ۳TiO۲-۴Al-۳C و ۳TiO۲-۴Al-B۴C آماده شد و بر روی سطح زیرلایه فولاد زنگ‌نزن آستنیتی AISI ۳۰۴ اعمال شد، سپس با استفاده از فرایند جوشکاری قوس تنگستن با گاز محافظ ذوب گردید. ویژگی‌های ریزساختاری و مشخصات فازی نمونه‌های روکش‌کاری شده با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی و آنالیز پراش پرتوایکس بررسی شد. خواص مکانیکی لایه‌های‌ روکش از طریق آزمون‌های میکرو سختی ویکرز و سایش پین بر روی دیسک مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی‎‌های ریزساختاری از لایه‌های روکش‌کاری شده نشان داد که حرارت ورودی بالای جوشکاری، منجر به سنتز دما بالا و تشکیل ذرات تقویت کننده‌ی قابل توجهی در سطح فولاد شد. همچنین ذرات مکعبی شکل TiC به صورت مجزا و یا ناهمگن بر روی ذرات Al۲O۳ در زمینه آستنیتی فولاد زنگ‌نزن۳۰۴ جوانه زده است. همچنین تشکیل ذرات TiB۲ توسط آنالیز پراش پرتوایکس به اثبات رسید. تشکیل ذرات تقویت‌کننده در هر دو لایه‌ روکش، موجب افزایش سختی و مقاومت به سایش سطح تا حدود ۲,۵ برابر نسبت به زیرلایه شده است.

---

در تحقیق حاضر خواص مکانیکی و ریزساختاری اتصال غیرمشابه فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ۳۰۴ به آلیاژ مس نیکل C۷۰۶۰۰ ایجاد شده توسط فرایند جوشکاری قوس تنگستن با گاز محافظ مورد بررسی قرار گرفت. هدف از ایجاد این اتصال برخورداری از خواص متالورژیکی دوگانه، همانند هدایت حرارتی و مقاومت به‌خوردگی آلیاژ مس نیکل و خواص استحکامی فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ۳۰۴ است. جوشکاری دو فلز غیرمشابه فولاد به آلیاژ مس نیکل به‌دلیل اختلاف در دمای ذوب، تفاوت در هدایت حرارتی و همچنین سرعت انجماد بالای آلیاژ مس نیکل با مشکلات فراوانی روبرو می‌باشد. در این تحقیق به‌دلیل حلالیت و جوش‌پذیری مناسب نیکل با هر دو آلیاژ از فلزات پرکننده اینکونل ۶۲۵، اینکونل ۸۲و اینکونل ۶۱ استفاده شد. براساس بررسی ریزساختاری اتصال‌ها، فلز جوش نمونه‌های جوشکاری شده با فلز پرکننده‌ی اینکونل ۶۲۵ و اینکونل ۸۲ دندریت‌های هم‌محور ریزتری نسبت به فلز جوش اینکونل ۶۱ نشان داد. استحکام کششی نمونه‌های مربوط به فلزات پرکننده اینکونل ۶۲۵، ۸۲ و ۶۱ به ترتیب معادل ۳۲۴، ۳۲۳ و ۲۹۳ مگاپاسکال بدست آمد، در حالی‌که درصد ازدیاد طول سه نمونه اختلاف اندکی با یکدیگر نشان داد. بنابراین براساس خواص مکانیکی اتصال‌ها دو فلز پرکننده اینکونل ۶۲۵ و ۸۲ برای جوشکاری غیرمشابه فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ۳۰۴ به آلیاژ مس نیکل C۷۰۶۰۰ مناسب می‌باشند

---

در این پژوهش، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به همراه ذرات تقویت کننده بر روی آلیاژهای آلومینیم AA۲۰۲۴-T۳۵۱ و AA۶۰۶۱-T۶ با استفاده از سرعت چرخشی ۸۰۰ دور در دقیقه و سرعت جوشکاری ۳۱,۵ میلی‌متر بر دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‌ها در چندین زمان مختلف به منظور مطالعه اثر ذرات SiC روی سینتیک پیری در مناطق متالورژیکی مختلف تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. نتایج میکروسختی سنجی ویکرز و میکروسکپ نوری نشان دادند که ذرات تقویت کننده در منطقه اغتشاشی باعث افزایش سنتیک پیری و اندازه دانه ریزتر می‌شوند. همچنین ذرات SiC نانو بعد از عملیات حرارتی پس از جوشکاری در منطقه اغتشاشی باعث سختی بالاتر نسبت به ذرات افزودنی SiC میکرو در منطقه اغتشاشی شدند. اگرچه اتصال‌ حاوی SiC نانو استحکام بالاتری را پس از عملیات حرارتی نشان داد، اما روند افزایش استحکام برحسب زمان پیری در کلیه اتصال‌ها یکسان و حداکثر استحکام اتصال بعد از ۲۰ ساعت پیرسازی مصنوعی در ℃ ۱۶۰ بدست آمد. موضع شکست بعد از عملیات حرارتی پس از جوشکاری بوسیله ضعیف‌ترین نقطه اتصال کنترل شد و در همه اتصال‌ها در نزدیکی منطقه متاثر از حرارت و کار مکانیکی سمت AA۶۰۶۱ واقع شد. رفتار مکانیکی اتصال بعد از عملیات حرارتی پس از جوشکاری مشابه رفتار تنش-کرنش فلز پایه AA۶۰۶۱ است.

---

---

در پژوهش حاضر با استفاده از روشی نوین، فولاد دوفازی با استحکام بالا و انعطاف پذیری مطلوب از فولاد ساده کربنی با ۱۶/۰% کربن، تولید شد. با استفاده از آستنیته کردن، کوئنچ، نورد سرد نامتقارن و آنیل میان بحرانی در دماهای C˚۷۷۰ و C˚۸۰۰ و زمان های کوتاه نگهداری ۱ و ۵ دقیقه، فولاد دوفازی با ساختار فریت-مارتنزیت به دست آمد. به دلیل اعمال کرنش برشی یکنواخت از طریق نورد سرد نامتقارن، توزیع یکنواختی از فاز مارتنزیت در صفحات RD-TD و RD-ND مشاهده شد. با افزایش زمان نگهداری، کسرحجمی مارتنزیت در دمای C˚۷۷۰ از ۸ به ۱۲ درصد و در دمای C˚۸۰۰ از ۱۰ به ۳۳ درصد به ترتیب در زمان‌های ۱ و ۵ دقیقه رسید. با افزایش دما و زمان آنیل میان بحرانی مقدار مارتنزیت افزایش و سختی و استحکام بهبود یافت. نمونه تولید شده در دمای C˚۸۰۰ و زمان ۵ دقیقه، خواص مکانیکی عالی از جمله سختی HV ۲۴۴ و استحکام MPa ۱۰۲۰ و انعطاف‌پذیری ۵/۱۲% را از خود نشان داد. همچنین به دلیل بالا بودن کسرحجمی مارتنزیت و در پی آن کاهش کربن محتوی آن، سختی این فاز کاهش یافته و در نتیجه تغییرشکل پلاستیک قابل توجه و کرنش‌سختی بالایی را از خود نشان داد. سطح شکست اکثر فولادهای دوفازی تولید شده عمدتا شامل دیمپل بود که نشان دهنده‌ی رفتار شکست نرم است.

---

در تحقیق حاضر اثر مسیر کرنش توسط دو فرایند نورد نامتقارن مستقیم و نورد نامتقارن متقاطع و نیز پیری طبیعی روی ریزساختار و سختی آلیاژ آلومینیم AA۷۰۷۵ مورد بررسی قرار گرفت. ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری و سختی توسط دستگاه سختی سنجی ماکرو ویکرز بررسی شد. نتایج نشان داد که نمونه‌ی عملیات محلولی شده (نمونه اولیه) دارای دانه‌های کشیده شده ناشی از نورد و میانگین عرض دانه‌ها در این نمونه برابر با ۴/۱۳ میکرومتر بوده است. با اعمال نورد نامتقارن مستقیم تا ۶۰%، دانه‌ها کشیده‌تر شدند و میانگین عرض دانه‌ها به ۶/۲ میکرومتر رسید. با اعمال نورد نامتقارن متقاطع تا ۴۰%، میانگین عرض دانه‌ها به ۷/۳ میکرومتر رسید. توزیع ذرات با اعمال نورد تغییر محسوسی نداشت. باندهای برشی نیز بعد از ۴۰% و ۶۰% نورد مستقیم، و نیز پس از ۴۰% نورد متقاطع در ماده تشکیل شدند. در زمان پیری صفر، سختی نمونه‌ی ۶۰% نورد مستقیم از نمونه‌ی ۴۰% نورد متقاطع بیشتر بود. با افزایش زمان پیرسازی، سختی تمامی نمونه‌ها در اثر پیری طبیعی افزایش یافت. هر چه درصد کاهش ضخامت بیشتر شد (افزایش کرنش)، درصد افزایش سختی ناشی از پیری طبیعی کاهش پیدا کرد. افزایش سختی ناشی از پیری طبیعی در فرایند نورد متقاطع محسوس‌تر از فرایند نورد مستقیم بود. بعد از گذشت ۷ روز پیری طبیعی، سختی ماده به حد اشباع خود رسید.