عنوان :

مقاله جوشکاری اصطکاکی کامپوزیت های زمینه فلزی

تعداد صفحات : ۷۳

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده:

مقاله در  فصل که فصل اول کامپوزیت های زمینه فلزی

در فصل دوم جوشکاری اصطکاکی

در فصل سوم نتایج را توضیح می دهد.

کامپوزیت ها (مواد چند سازه ای یا کاهگل های عصر جدید )رده ای از مواد پیشرفته هستند که در آنها از ترکیب موادساده به منظور ایجاد موادی جدید با خواص مکانیکی و فیزیکی برتر استفاده شده است.اجزای تشکیل دهنده ویژگی خود را حفظ کرده در یکدیگر حل نشده و با هم ممزوج نمی شوند.استفاده از این مواد در طول تاریخ نیز مرسوم بوده است .از اولین کامپوزیت‌ها یا همان چندسازه‌های ساخت بشر می‌توان به کاه گل وآجرهای گلی که در ساخت آنها از تقویت کننده کاه استفاده می شده است اشاره کرد.

کامپوزیت مخلوطی در مقیاس ماکروسکوپیک از ۲ تا چند ماده مختلف است که این مواد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود را حفظ کرده و مرز مشخصی را با یکدیگر تشکیل می دهند.

با توجه به پایداری بسیار زیاد کامپوزیت‌های پایه پلیمری و مقاومت بسیار خوب آنها در محیط‌های  خورنده،  این کامپوزیت‌ها، کاربردهای وسیعی در صنایع دریایی پیدا کرده‌اند که از آن جمله می‌توان به ساخت  بدنه قایقها و کشتیها و تاسیسات فراساحلی اشاره داشت. استفاده از کامپوزیت‌ها در این صنعت، حدود ۶۰% صرفه‌جویی اقتصادی داشته است که علت اصلی آن مربوط به پایداری این مواد است. صنعت ساختمان وصنایع مرتبط باآن پرمصرف‌ترین صنعت برای مواد کامپوزیتی است . ساخت بدنه هواپیما.ساخت پره های توربین بادی و پره های هلی کوپتر وپوشش رادار هواپیمااز کاربردهای کامپوزیت در صنعت هوافضا است. این مواد در صنعت نفت وگاز نیز به منظور ترمیم  وتقویت  سازه های فرسوده و ترمیم لوله های فرسوده  نفت و گاز . عایق توربین به کار میروند

واژه های کلیدی: کامپوزیت، جوشکاری اصطکاکی، جوشکاری پرتو الکترونی ،جوشکاری پرتو لیزری، میکروساختاری

فهرست مطالب

چکیده:    ۱
فصل اول    ۲
کامپوزیت های زمینه فلزی    ۲
مقدمه    ۳
تعریف کامپوزیت    ۴
نقاط قوت کامپوزیتها    ۴
مهمترین موارد کاربرد کامپوزیت    ۵
مصرف سرانه مواد کامپوزیتی در کشور    ۶
کامپوزیت های زمینه فلزی    ۶
۲-۱-ترکیب مواد برای دستیابی به مواد کامپوزیتی با زمینه فلزی سبک    ۸
۱-۲-۱-تقویت و استحکام بخشی    ۸
۲-۲-۱- سیستم های آلیاژ زمینه    ۱۱
۳-۲-۱-تولید و فراورش کامپوزیت های شبکه فلزی    ۱۲
فصل دوم    ۱۹
جوشکاری اصطکاکی    ۱۹
دسته بندی روش های اتصال:    ۲۰
جوشکاری قوسی گاز- تنگستن و گاز- فلز:    ۲۱
جوشکاری پرتو لیزری:    ۲۲
جوشکاری پرتو الکترونی:    ۲۳
جوشکاری تخلیه بار دستگاه الکترونی:    ۲۳
پروسه های حالت جامد:    ۲۴
باند نفوذی:    ۲۴
جوشکاری اصطکاکی ایستایی:    ۲۴
جوشکاری اصطکاکی چرخشی:    ۲۵
دیگر انواع پروسه ها:    ۲۵
باند فاز مایع گذرا ( (TLP:    ۲۵
لحیم سخت (BZ):    ۲۶
لحیم نرم(SD):    ۲۶
باند چسبنده (AB):    ۲۷
الیاژهای منیزیوم:    ۲۸
الیاژهای تیتانیوم:    ۲۸
بی نقصی اتصال، ترمیم خواص مکانیکی:    ۲۹
جوشکاری اصطکاکی:    ۳۱
اتصالات لب به لب:    ۳۲
اتصالات رویهم:    ۳۶
دیگر انواع اتصالات:    ۳۸
قرار دادها و اصطلاحات:    ۳۸
مقدمه    ۴۷
نتایج و بحث    ۵۲
مشخصات میکروساختاری    ۵۲
اندازه گیری های میکرو سختی    ۵۷
آزمایش های ابزاری ضربه شارپی    ۵۹
سطوح شکست    ۶۲
فصل سوم    ۶۶
نتایج    ۶۶
منابع:    ۶۹

منابع:

۱٫luri Borome Friction Stir Welding Of Aluminium Based

Composites Reinforced With Al2O3

Particles: Effects On Microstructure

And Charpy Impact Energy

 ۲٫ Karl Ulrich kainer, Basics of metal matrix composites

۳٫ Terry Khaled, An Outsider Looks at friction stir welding

۴.H. Persson ,Guidelines for joining of

Metal matrix composites

مقدمه

کامپوزیت ها (مواد چند سازه ای یا کاهگل های عصر جدید )رده ای از مواد پیشرفته هستند که در آنها از ترکیب موادساده به منظور ایجاد موادی جدید با خواص مکانیکی و فیزیکی برتر استفاده شده است.اجزای تشکیل دهنده ویژگی خود را حفظ کرده در یکدیگر حل نشده و با هم ممزوج نمی شوند.استفاده از این مواد در طول تاریخ نیز مرسوم بوده است .از اولین کامپوزیت‌ها یا همان چندسازه‌های ساخت بشر می‌توان به کاه گل وآجرهای گلی که در ساخت آنها از تقویت کننده کاه استفاده می شده است اشاره کرد..هنگامی که این دو باهم مخلوط بشوند در نهایت آجرپخته بدست می آید که بسیار ماندگار تر و مقاوم تر از هر دو ماده اولیه یعنی گل و کاه است.قایق‌هایی که سرخ‌پوست‌ها با قیر و بامبو می‌ساختند و تنورهایی که از گل، پودر شیشه و پشم بز ساخته می‌شدند و در نواحی مختلف کشورمان یافت شده است،نیز از کامپوزیت‌های نخستین هستند. بسیاری از نیازهای صنعتی صنایعی مانند صنایع فضایی ، راکتورسازی، الکترونیکی و غیره نمی‌تواند با استفاده از مواد معمولی شناخته شده ، برآورده شود. اما قسمتی از آن نیازها، می‌تواند با استفاده از چندسازه‌ها یا کامپوزیت‌ها برآورده گردد.

تعریف کامپوزیت

معمولا یک ماده کامپوزیت را به صورت یک مخلوط فیزیکی در مقیاس ماکروسکوپیک ازدو یا چند ماده مختلف تعریف می کنند که این مواد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خودرا حفظ کرده و مرز مشخصی را با یکدیگر تشکیل می دهند.این مخلوط در مجموع و با توجه به برخی معیارها خواص بهتری از هریک از اجزای تشکیل دهنده خودرا دارا می باشد.در کامپوزیت عموما دو ناحیه متمایز وجود دارد.

۱- فاز پیوسته (ماتریس)

۲-فاز ناپیوسته(تقویت کننده)

در یک کامپوزیت به طور کلی الیاف،عضو بار پذیر اصلی سازه هستند در حالیکه ماتریس آنها رادر محل وآرایش مطلوب نگاه داشته وبعنوان یک محیط منتقل کننده بار بین الیاف عمل می کند،به علاوه آنهارااز صدمات محیطی دراثربالارفتن دما ورطوبت حفظ می کند.

تقسیم بندی مواد کامپوزیت

۱) کامپوزیت های زمینه سرامیکی ( CMC )

۲) کامپوزیت های زمینه فلزی ( MMC)

۳) کامپوزیت های زمینه پلیمری ( PMC ) : که رایجترین دسته کامپوزیت هستند و بیش از ۹۰ درصد مصرف جهانی کامپوزیت را به خود اختصاص داده اند.

نقاط قوت کامپوزیتها

•   وزن کم این مواد در عین بالا بودن نسبت مقاومت به وزن آنها (حتی تا ۱۵ برابر برخی از فولادها ).

•   مقاومت بالا نسبت به خوردگی.

•   وجود روش های مختلف ساخت و امکان تولید اشکال پیچیده و متنوع

 مهمترین موارد کاربرد کامپوزیت

سابقه استفاده از کامپوزیت‌های پیشرفته به دهه‌ ۱۹۴۰ باز می‌گردد. در آن زمان ارتشهای آمریکا و شوروی سابق در رقابتی تنگاتنگ با یکدیگر ، موفق به ساخت کامپوزیت پایه پلیمری الیاف بور – رزین اپوکسی برای  استفاده در صنعت هوا فضا شدند. ۲۰ تا ۳۰ سال پس از آن ، کامپوزیت‌های پایه پلیمری بطور گسترده‌ای به سوی صنایع شهری از جمله ساختمان و حمل و نقل روی آوردند. بطور مثال امروزه خودروهایی ساخته می‌شود که تماماْْ کامپوزیتی هستند. استفاده از کامپوزیت‌ها در این کاربرد به علت ویژگیهایی چون وزن کمتر، در نتیجه سوخت کمتر و عمر طولانی‌تر آنهاست.

مواد کامپوزیت تقویت شده با الیاف ،ترکیبی از مقاومت کششی ومدول بهتر نسبت به مواد فلزی را دارند وبعلت پایین بودن وزن مخصوص نسبت به وزن (مقاومت کششی ویژه) نسبت مدول به وزن (مدول ویژه)، مواد کامپوزیت به طور مشخص بهتراز موادفلزی هستند ودر بسیاری از کاربردهایی که کاهش وزن سازه از اهمیت برخوردار است میتواندد جایگزین فلزات شوند.

با توجه به پایداری بسیار زیاد کامپوزیت‌های پایه پلیمری و مقاومت بسیار خوب آنها در محیط‌های  خورنده،  این کامپوزیت‌ها، کاربردهای وسیعی در صنایع دریایی پیدا کرده‌اند که از آن جمله می‌توان به ساخت  بدنه قایقها و کشتیها و تاسیسات فراساحلی اشاره داشت. استفاده از کامپوزیت‌ها در این صنعت، حدود ۶۰% صرفه‌جویی اقتصادی داشته است که علت اصلی آن مربوط به پایداری این مواد است. صنعت ساختمان وصنایع مرتبط باآن پرمصرف‌ترین صنعت برای مواد کامپوزیتی است که در فصل ۳ با برخی از آنها بیشتر آشنا میشویم. ساخت بدنه هواپیما.ساخت پره های توربین بادی و پره های هلی کوپتر وپوشش رادار هواپیمااز کاربردهای کامپوزیت در صنعت هوافضا است. این مواد در صنعت نفت وگاز نیز به منظور ترمیم  وتقویت  سازه های فرسوده و ترمیم لوله های فرسوده  نفت و گاز . عایق توربین به کار میروند..(کامپوزیت ها با توجه به ساختار شبکه ای و طولی ای که دارند گرما را فقط در جهت طولی منتقل می کنند و نه عرضی بنا بر این به عنوان عایق گرما برای دیواره  توربین ها  مناسب می باشند. – نقل قول  از دکتر مظاهری رئیس گروه آیرودینامیک وپیشرانش دانشکده هوا-فضای شریف.)

مصرف سرانه مواد کامپوزیتی در کشور

مصرف سرانه مواد کامپوزیتی در کشور یک دهم سرانه مصرف در کشورهای پیشرفته است و  سالانه بیش از۶ میلیون تن مواد کامپوزیتی به ارزش ۱۴۵ میلیارد دلار در صنایع مختلف جهان مصرف می‌شود. به گفته دکتر مهرداد  شکریه، رئیس موسسه کامپوزیت ایران و عضو هیات علمی دانشگاه علم و صنعت:“ سرانه مصرف کامپوزیت  در کشورهای  پیشرفته  جهان ۳ کیلوگرم  است در حالی که این سرانه در کشور ماتنها ۳/۰کیلوگرم است ولی درعین حال ایران از نظر سرانه مصرف مواد کامپوزیتی، همرده کشورهای آسیایی قرار دارد. علت پایین بودن سرانه مصرف مواد کامپوزیتی در این قاره وسعت این قاره و نیز وجود کشورهای فقیردر این منطقه است، در عین حال کشور ژاپن با سرانه ۵/۴ کیلوگرم در سال به عنوان نمونه‌ای از یک کشور آسیایی پیشرفته با مصرف سرانه مواد کامپوزیتی است“

کامپوزیت های زمینه فلزی

کامپوزیت های زمینه فلزی را می توان به طرق مختلف دسته بندی کرد. یک دسته بندی بر اساس نوع و میزان اجزای تقویت کننده ی موجود و ذرات، لایه ها و رشته ها و نیز مواد مرکب نفوذی صورت می گیرد (شکل۱۳-۱) مواد کامپوزیتی رشته ای خود می توانند به حالاتی چون مواد کامپوزیتی رشته ای پیوسته (تک یا چند رشته ای) و رشته های زیر یا مواد کامپوزیتی طره ای (مودار) تقسیم شوند. (شکل ۲-۱)

۲-۱-ترکیب مواد برای دستیابی به مواد کامپوزیتی با زمینه فلزی

سبک

۱-۲-۱-تقویت و استحکام بخشی

تقویت مواد کامپوزیت شبکه فلزی به شکل های گوناگون صورت می پذیرد که با در نظر گرفتن تولید، فراورش و سامانه ی شبکه ای ماده ی کامپوزیتی، روش مناسب مورد استفاده قرار می گیرد. به طور کلی موارد زیر در تقویت و استحکام بخشی قابل اجرا هستند:

-چگالی کم

-سازگاری مکانیکی (ضریب انبساط گرمایی ای که با وجود کم بودن برای شبکه ی ماده مرکب مناسب باشد)

-سازگاری شیمیایی

-پایداری دمایی

-مدول الاستیسیته ی زیاد

-مقاومت کششی و فشاری زیاد

-قابلیت فراورش خوب

-بازدهی اقتصادی قابل قبول

این موارد تنها با استفاده از اجزای تقویت کننده ی غیر آلی غیر فلزی، قابل دستیابی هستند. برای تقویت فلز، ذرات سرامیکی، رشته ها یا رشته های کربنی به طور معمول استفاده میشوند. با توجه به چگالی زیاد و تمایل به واکنش با آلیاژ فلزی، استفاده از رشته های فلزی معمولاً به شکست می انجامد. اینکه کدام یک از اجزا در نهایت مورد استفاده قرار می گیرند بستگی به شبکه ی انتخاب شده و کاربرد مورد نظر دارد. در مرجع (۵/۴) اطلاعات مورد نیاز درباره ی ذرات، رشته های کوتاه، طره ها و رشته های پیوسته ی مورد استفاده برای تقویت فلزات آورده شده است که شامل داده های مربوط به تولید، فراورش و ویژگی ها است. برای نمونه، مثال هایی در جدول ۱-۱ نشان داده شده اند. تولید، فراورش و نوع کاربرد روش های تقویت متفاوت بستگی به روش تولید مواد کامپوزیتی دارد. (مرجع (۷و۳) می توان از ترکیب روش های تقویت نیز برای استحکام بخشیدن استفاده کرد (روش هیبرید)

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .