116- بررسی فرآیند جوشکاری انفجاری در فلزات - 95 صفحه فایل ورد (word)

اختصاصی از ژیکو 116- بررسی فرآیند جوشکاری انفجاری در فلزات - 95 صفحه فایل ورد (word) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فهرست مطالب

عنوان   صفحه

فصل 1-         جوشکاری انفجاری   4

1-1-   مقدمه: 4

1-2-   تاریخچه و سیر پیشرفت جوشکاری انفجاری : 4

1-3-   روش جوشکاری انفجاری: 5

1-4-   مکانیزم جوشکاری انفجاری : 7

1-5-   موجهای فصل مشترک قطعات : 9

1-6-   برخی کاربردهای جوشکاری انفجاری : 11

1-7-   کاربردها: 12

1-8-   محدودیتها: 13

1-9-   جمعبندی  13

فصل 2-         بررسی فصل مشترک جوشکاری انفجاری اتصال سه لایه  15

2-1-   مقدمه  15

2-2-   مکانیزم جوشکاری انفجاری  16

2-3-   مواد و روش تحقیق  18

2-4-   مراحل فرآیند جوشکاری انفجاری  19

2-5-   مراحل تهیه ی مواد منفجره 20

2-6-   سنجش سرعت انفجار 20

2-7-   طراحی جوشکاری انفجاری افزودن مواد منفجره و چاشنی  21

2-8-   تعیین مرز پائینی پنجره ی جوشکاری  22

2-9-   تعیین مرز بالایی پنجره ی جوشکاری  24

2-10- تعیین مرز سمت راست پنجره جوشکاری  25

2-11- تعیین مرز سمت چپ پنجره ی جوشکاری  25

2-12- مرز انتقال فصل مشترک صاف به موجی  26

2-13- مدل نمودن مواد مورد استفاده در جوشکاری و شرایط مرزی  30

2-14- مدل کردن بارگذاری انفجاری  30

2-15- .نتایج آزمایش های متالوگرافی ، سختی سنجی و برش   32

2-16-  نتایج شبیه سازی  36

2-17- تصاویر متالوگرافی و آزمایشهای مکانیکی  36

2-18- مراجع  44

فصل 3-        تحلیل جوشکاری و شکلدهی انفجاری صفحات غیر هم جنس     46

3-1-   مقدمه  46

3-2-   بررسی تجربی فرآیند  46

3-3-   بررسی تئوری فرآیند  47

3-4-   نتایج و بحث   62

3-5-   مراجع  64

فصل 4-        اثر متغیرهای جوشکاری انفجاری بر مرفولوژی فصل مشترک  آلومینیوم  66

4-1-   مقدمه  66

4-2-   روش تحقیق  70

4-3-   نتایج  73

4-4-   اثر فاصله توقف   75

4-5-   اثر مقدار خرج انفجاری  81

4-6-   مراجع  91

1-1-    مقدمه:

در این بخش، سعی شده است تعریفی کلی از فرایند جوشکاری انفجاری، همراه با برخی عوامل موثر در این روش، ارائه شود . البته از آنجا که حل تحلیلی فرایند جوشکاری انفجاری، به متغیرهای بسیاری از جمله جنس صفحات، فاصله صفحات، زاویه صفحات نسبت به یکدیگر، نوع مواد منفجره، سرعت انفجار و بسیاری عوامل دیگر بستگی دارد، فقط به بررسی مکانیزم روش و برخی راهحلهای تجربی مطرح در این زمینه، خواهیم پرداخت . همچنین، شبیه سازی موجهای فصل مشترک قطعات، خصوصیات مواد منفجره و برخی کاربردهای متداول جوشکاری انفجاری را بررسی خواهیم کرد .

1-2-    تاریخچه و سیر پیشرفت جوشکاری انفجاری :

جوشکاری انفجاری بعد از جنگ جهانی اول موردتوجه قرار گرفت . در طول این جنگ، مشاهده شد تکههایی که از متلاشیشدن پوشش فلزی گلوله های توپ یا بمب، با سرعت خیلی زیاد رها میشدند، در تیرهای فولادی و دیگر سطوح فلزی فرو میرفتند، اما در آن زمان هیچ برخورد علمی با این موضوع نشد . اولین کسی که جوشکاری تحت سرعت بالای برخورد را مورد توجه قرارداد « کارل » بود . او در آزمایشهای خود، دو نیمه برنج سخت که توسط مواد منفجره و تحت سرعت بالا به یکدیگر برخورد کرده بودند را مورد بررسی قرارداد و متوجه شد که این اتصال بر اثر ذوب به وجود نیامده است بلکه توسط مکانیزم جوش در فاز جامد تشکیل شده است و عامل اتصال دو قطعه، ایجاد موج در سطح مشترک آنها بوده است .

1-3-    روش جوشکاری انفجاری:

جوشکاری انفجاری تحت تاثیر ضربه مایل با سرعت بالا انجام میپذیرد که مکانیسم اساسی آن بر پایه اتصال مولکولی است. صفحه بالایی موسوم به صفحه پرنده تحت زاویه a نسبت به صفحه زیرین موسوم به صفحه ساکن توسط یک لایه ضربهگیر محافظت میشود. یک لایه از ماده منفجره به صورت ورقه و یا به شکل پودر، روی صفحه فلزی بالایی قرار میگیرد و چاشنی در انتهای پایینی عمل میکند و باعث میشود صفحه فلزی بالا با سرعت زیاد به سطح صفحه فلزی زیرین  که روی سندان قرار دارد  چسبیده شود.

پدیده تشکیل جت برای اتصال ضروری است و تحت شرایط خاصی که با سرعت صفحه فوقانی و زاویه برخورد در ارتباط است امکانپذیر میشود. لایه جهندهای از ذرات مسطح دو فلز تشکیل میشود و به موازات رانده شدن آن از سیستم، دو صفحه در هم فشرده میشوند و اتصال در فاز جامد در طول فصل مشترک به وجود میآید. قشری از سطح دو صفحه پرنده و ساکن که معمولاً محل تجمع اکسیدها و ناخالصیهای دیگر است، جدا میشود و در همسایگی نقطه Q که در آن فشار فوقالعادهای وجود دارد، دو صفحه عاری از اکسیدها و مواد ناخالصی به یکدیگر متصل میشوند و به این ترتیب جوش تشکیل میشود و توسعه مییابد. وجود حالت موجی در فصل مشترک صفحات پس از جوشکاری انفجاری با تهیه نمونه متالوگرافی و بررسی میکروسکوپی به سهولت قابل مشاهده است. وجود حالت موجی در فصل مشترک، معرف استحکام اتصال است و مکانیسم تنشهای موجی )موجهای تنش( را میتوان عامل تشکیل آن دانست.

جوشکاری انفجاری برای اتصال ورقههای فلزی مقاوم در مقابل خوردگی به ورقهای ضخیم و سنگینتر فلز پایه )عملیات روکشدهی(، به خصوص در مواردی که سطوح تماس وسیع باشند، مورد استفاده قرار میگیرد. نتیجه کار، یک جوش دمای پایین است که در آن آرایش سطوح تماس به شکل یک سری موجهای متداخل و متصل به هم است. استحکام اتصال بسیار زیاد است و صفحاتی را که به این روش روکش داده شدهاند، میتوان تحت فرایندهای مختلف دیگر شامل کاهش ضخامت به وسیله نورد، قرار داد. از آنجا که این روش یک فرایند جوشکاری حالت جامد است، زوجهای بسیار متنوعی از فلزات غیرهمجنس را به راحتی میتوان با این روش به یکدیگر متصل کرد.

فرایند اتصال دو صفحه را میتوان به سه مرحله اصلی تقسیم کرد:

الف( بروز انفجار

ب( تغییر شکل و شتاب یافتن صفحه پرنده

ج( برخورد بین صفحات پرنده و ساکن

پارامترهای موثر در فرایند جوشکاری انفجاری عبارتند از:

الف( سرعت صفحه پرنده Vp

ب( سرعت نقطه تصادم Vc

ج( زاویه دینامیکی برخورد b ماده منفجره:

مقدار و جنس ماده منفجره در تعیین کیفیت جوش تاثیر بسزایی دارد. اگر میزان ماده منفجره از مقدار بحرانی کمتر باشد، سطوح جوش به دست آمده به صورت تخت خواهد بود و جوشی با مقاومت پایین به دست میآید و اگر بیشتر باشد سطوح جوش در هم فرو میروند و شکل موج مانند به خود میگیرند و استحکام جوش بالا میرود. اگر مقدار مواد منفجره بیش از اندازه باشد، سرعت انفجار بیش از 021 درصد سرعت صوت در فلزات میشود و امکان ذوب سطوح تماس پیش میآید. البته این در مواقعی باعث افزایش مقاومت جوش میشود. برای مثال در آلیاژ تیتانیم به فولاد ضد زنگ 413 (stainless steel 304) مقاومت برشی تا Mpa 480 افزایش مییابد

سرعت انفجاری بعضی از مواد منفجره در جدول زیر آورده شده است.