آخرین اخبار

بهبود عملکرد اتصالات جوشکاری به کمک علم نانو

جوشکاری
نوشته شده توسط تیم رصد علمنا

افزایش خواص مکانیکی اتصالات جوشی مقاوم با نانوذرات توسط پژوهشگران دانشگاه تهران انجام شد…

عنصر آلومینیوم یک فلز نرم و سفید و چکش‌پذیر با چگالی پایین است که سومین عنصر فراوان جدول تناوبی و فراوان‌ترین فلزات در پوسته کره زمین است.
این عنصر به دلیل چگالی کم و درعین‌حال خواص مکانیکی بسیار قابل ملاحظه، استفاده از آن در بسیاری از صنایع گسترش یافته است. علی رغم گستردگی طیف های آلیاژهای آلومینیوم، بعضاً اتصال قطعات آلیاژی این فلز توسط روش‌های رایج جوشکاری با مشکلاتی مواجه است. از سوی دیگر این اتصالات جوشکاری باعث شده منطقه جوش خورده نسبت به سایر مناطق قطعه خواص متفاوتی از خود نشان دهند.
ازاین‌رو تلاش‌هایی توسط پژوهشگران در جهت بهبود عملکرد این اتصالات صورت پذیرفته است، که یکی از این تحقیقات حاصل تلاش محققان دانشگاه تهران بوده است که موفق شدند با بهره‌گیری از نانوذرات در اتصالات جوشکاری شده توسط جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، خواص مکانیکی و متالورژیکی آن‌ها را افزایش دهند.
مهندس مهدی سعیدی، دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تهران هدف از انجام این طرح را بهبود عملکرد مکانیکی و متالورژیکی اتصال جوشی دو نوع آلیاژ آلومینیوم با خواص مختلف با بهره‌گیری از نانوذرات عنوان کرد.
به گفته‌ی این محقق، با توجه به بهبود برخی خواص مکانیکی و متالوژیکی اتصالات نانوکامپوزیتی، این اتصالات از عمر طولانی‌تری بهره‌مند هستند. ازاین‌رو دوره‌های تعمیر و تعویض این اتصالات با فواصل زمانی طولانی‌تری صورت خواهد گرفت و این موضوع کاهش هزینه‌ها را در پی خواهد داشت.
در این طرح، از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به‌منظور اتصال دو نوع آلیاژ مختلف آلومینیوم، یکی با خواص خوردگی قابل‌توجه و دیگری با نسبت استحکام به وزن عالی استفاده‌ شده است. به‌منظور بهبود خواص این اتصالات از نانوذرات آلومینا هنگام اعمال فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی استفاده شده است. استفاده از این نانوذرات موجب شده در ناحیه‌ی جوش یک منطقه نانوکامپوزیتی متشکل از فاز آلیاژی آلومینیوم به‌عنوان فاز زمینه و نانوذرات آلومینا به‌عنوان فاز پراکنده تشکیل شود.
سعیدی در خصوص مراحل انجام این طرح افزود: در ابتدا آلیاژهای پایه و ابزار مورد استفاده در ابعاد هندسی مشخصی ایجاد شدند. سپس نانو ذرات Al2O3 در شیارهایی که بدین منظور در محل اتصال آلیاژهای پایه ایجاد شده بودند، قرار گرفتند. پس‌ازآن، فرایند جوشکاری با پارامترهای مشخصی انجام گرفت. بعد از جوشکاری، نمونه‌های مورد نیاز هر آزمون به‌صورت جداگانه تهیه شده و با توجه به نوع هر آزمایش، آماده‌سازی نمونه‌ها انجام گرفت. پس از انجام آزمون‌ها، مقایسه و تحلیل داده‌ها انجام شد.»
مقایسه بین نتایج آزمون‌های مربوط به اتصالات تقویت شده و نشده با نانو ذرات بیانگر بهبود مقاومت به خوردگی، مقاومت به سایش و سختی اتصالات تقویت شده است.
گفتنی است با توجه به گستردگی استفاده از این فرایند جوشکاری در بسیاری از صنایع، نتایج این طرح در صنایع خودروسازی، حمل‌ونقل ریلی و هوافضا می تواند کاربرد داشته باشد.

درباره نویسنده

تیم رصد علمنا

دیدگاه شما چیست