جوشکاری انفجاری-بررسی تأثیر متغیرهای جوشکاری انفجاری بر رفتار خوردگی اتصال

بررسی تأثیر متغیرهای جوشکاری انفجاری بر رفتار خوردگی اتصال سه لایه انفجاری لوله های AI 1050/AI 5083/St 321

جوشکاری انفجاری-در پژوهش حاضر تأثیر متغیرهای جوشکاری انفجاری. بر رفتار خوردگی اتصال سه لایه انفجاری لوله های AI 1050/AI 5083/St 321 در محیط نمک بررسی شد. جوشکاری انفجاری با بار انفجاری متغیر و تغییر میزان فاصله توقف لوله ها انجام شده است. بدین منظور نمونه های A و B به ترتیب با فواصل توقف 6mm و 6.75mm جوشکاری شدند. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله توقف، فصل مشترک از حالت صاف به حالت موجی تغییر کرده است.

همچنین نتایج ریز سختی نشان داد ه با افزایش فاصله توقف،. سختی نمونه ها در همسایگی فصل مشترک افزایش داشته است. در بررسی نتایج طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی مشخص گردید. عدد n در نمونه A با فاصله توقف بیشتر، کمتر از نمونه B با فاصله توقف کمتر است. و در نتیجه جریان خوردگی در نمونه A بیشتر است که باعث کاهش مقاومت انتقال بار می شود. افزایش انرژی جنبشی برخوردی انتقال یافته در نمونه با فاصله توقف. و بار انفجاری بیشتر نیز بر افزایش میزان خوردگی این نمونه ها مؤثر بوده است.

مقدمه

جوشکاری انفجاری روشی است که در آن انرژی کنترل شده یک ماده منفجره استفاده میشود. تا سطوح جوش شونده که نسبت به هم در فاصله توقف معینی قرار گرفته اند. با سرعت بالایی به یکدیگر نزدیک شده و به هم برخورد کننند. در اثر برخورد دو سطح به یکدیگر، یک میدان خمیری موضعی در فصل مشترک اتصال ایجاد می شود. که با اشتراک گذاری الکترون ها یک باند با پیوند متالوژیکی بین اجزا جوش شونده ایجاد میشود. در اثر فشار برخوردی بالا یک جت با سرعت بالا از دو سطح اتصال تشکیل میشود. که موجب ایجاد سطوح اتصالی تمیز در فصل مشترک جوشکاری و حذف آلودگی های سطحی میشود.

تشکیل این جت از شرایط اساسی ایجاد پیوند مناسب در جوشکاری انفجاری است. این فرآیند جوشکاری با اهمیت غیر ذوبی بوده و از کاربردهای صنعتی آن میتوان به. اتصال دهی و روکش دهی فلزات هم جنس. و غیر جنس متنوع به صورت دو یا چند لایه اشاره نمود.

به دلیل عدم حرارت دهی در طول این فرآیند، جو شه ای انجام شده با این روش. بسیاری از خصوصیات منفی قطعات اتصال یافته با فرآیندهای جوشکاری ذوبی، نورد گرم یا آهنگری گرم شده را دارا نیستند. تحقیقات بسیار محدودی در زمینه خوردگی اتصال انفجاری انجام شده است. نتایج خانزاده و همکاران در بررسی تأثیر فاصله توقف بر فتار خوردگی اتصال انفجاری. ورق های فولاد زنگ نزن 304 فولاد کربنی ck45 در محیط دریایی نشان داد که. مناطق ذوب موضعی منجمد شده و افزایش انرژی جنبشی برخورد. در نمونه با فاصله توقف بیشتر باعث افزایش سرعت خوردگی شده است.

کتگکالا و تارلپ تأثیر ترکیبات بین فلزی بر رفتار خوردگی. اتصالات سه لایه انفجاری آلومینیوم / فولاد در صنایع نظامی را مورد بررسی قرار داده اند. نتایج نشان داده تشکیل ترکیبات بین فلزی Al3Fe و Al5Fe2 در فصل مشترک اتصال باعث ایجاد حالت کاتدی. نسبت به آلومینیوم و حالت آندی نسبت به فولاد شده است. در نتیجه حمله خوردگی ترجیحی در نزدیک مرز آلومینیوم و ترکیبات بین فلزی رخ داده است.

مودالی و همکاران خوردگی اتصال انفجاری تیتانیوم، فولاد زنگ نزن 304 را بررسی نموده اند. نتایج آنها نشان داده که استحکام خمی اتصال در محیط اسید نیتریک در حد استاندارد بوده. و حمله خوردگی بیشتر در فصل مشترک اتصال متمرکز بوده است. اکاریر خوردگی اتصال انفجاری آلومینیوم به مس را بررسی نموده است. نتایج نشان داده که خوردگی گالوانیک در اتصال رخ داده. و سمت آلومینیومی اتصال حالت آندی بیشتری بادی های برنجی الکترونگاتیو. بالا داشته و نسبت به سمت مسی بیشتر خورده شده است.

کهرمان و همکاران خوردگی اتصال انفجاری تیتانیوم به فولاد زنگ نزن را بررسی نموده اند. نتایج نشان داده در محیط خورنده با افزایش مقدار بار انفجاری، جرم صفحات اتصال یافته به دلیل. تغییر شکل پلاستیکی شدیدتر و تشکیل لایه اکسیدی بر روی سطح افزایش یافته است. آنها هم چنین، خوردگی اتصال انفجاری صفحات Ti-6Al-4V و آلومینیوم را مورد بررسی قرار داده اند. نتایج آزمون خوردگی نشان داده نرخ کاهش وزن مواد در ابتدای آزمون های خوردگی بالا بوده. و سپس کاهش یافته است. هم چنین افزایش میزان تغییر شکل پلاستیک در اثر افزایش میزان بار انفجاری،. باعث کاهش وزن نمونه ها در آزمون خوردگی شده است.

زارعی و همکاران مقایسه رفتار خوردگی اتصال ذوبی و انفجاری اینکونل 625 و فولاد ساده کربنی را بررسی نمودند. نتایج آنها نشان داده در جوشکاری ذوبی مقاومت به خوردگی اتصال غیر یکنواخت تر بوده که علت آن. ناهمگونی های شیمیایی ناشی از زیر جدایش و ایجاد فازهای مخرب ثانویه و تجمع آنها. در اتصال ذوبی بوده که باعث جلوگیری از شکل گیری یک لایه منفعل پایدار شده است. همچنین در تحقیقی دیگر، کهرمان و همکاران خوردگی اتصال انفجاری تیتانیوم به فولاد زنگ نزن را بررسی نموده اند. نتایج نشان داده که سرعت خوردگی در محیط خورنده. با افزایش مقدار بار انفجاری جرم صفحات اتصال یافته به دلیل تغییر شکل پلاستیکی شدیدتر افزایش یافته است.

در این مطالعه اتصال غیر همجنس AI 1050/AI 5083/St 321 به روش جوشکاری انفجاری. با تغییر میزان فاصله توقف و ضخامت شارژ بار انفجاری انجام گرفته و ریز ساختار، تغییرات سختی و خواص خوردگی. در ناحیه اتصال در محلول NaC1 %3/5 مورد بررسی قرار گرفته. و ارتباط ما بین ریز ساختار و سختی با خواص خوردگی مورد تحلیل واقع شده است.

روش تحقیق

ورق های آلومینیوم 5083 و 1050 بعنوان صفحات پرنده و واسط و ورق های فولاد زنگ نزن St 321 بعنوان. صفحه پایه در نظر گرفته شد. جهت جوشکاری آلیاژهای Zn,Mg,A1 به فولاد به دلیل محدوده انجمادی گسترده. و چگالی نسبتاً پایین آلیاژ، از یک لایه واسط از جنس آلومینیوم خالص،. به دلیل نقطه ذوب بالاتر، دامنه انجمادی نزدیک به صفر و هدایت حرارتی بالاتر، جهت ایجاد باند اتصالی مناسب. و کاهش میزان فاز مذاب تشکیل شده در فصل مشترک اتصال آلومینیوم / فولاد استفاده میشود. از میان آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژ A1 1050 بعنوان لایه واسط جهت کمینه بودن ترکیبات بین فلزی فصل مشترک انتخاب شد.

ماده منفجره مورد استفاده

ماده منفجره مورد استفاده در این آزمایش آماتول است. آماتول مخلوطی از نیترات آمونیوم و تی ان تی است. که درصدهای مختلفی از هر دو ماده، مورد استفاده زیادی در مهمات نظامی دارد. آماتول مورد استفاده با سرعت 2500 متر بر ثانیه و ترکیب 90 درصد نیترات آمونیوم. و 10 درصد تری نیترو تولوئن بوده است. سرعت انفجار توسط سیستم الیاف نوردی مورد اندازه گیری قرار گرفته است.

چانشی انفجاری C4 برای انفجار استفاده شده است. جوشکاری با استفاده از سیستم تنظیمی خرج از داخل یا انفجار به خارج می باشد. سه لوله آلیاژی به صورت کاملاَ موازی و هم محور و تحت فواصل توقف معین نسبت به یکدیگر. در داخل سندان و به موازات آن قرار می گیرند. جداره خارجی لوله فولادی به وسیله ماده حائل مناسبی از سندان جدا گردیده . و سپس با ریختن شارژ انفجاری به میزان مناسب. و در مجاورت با جدار داخلی لوله آلیاژی و چانشی گذاری،. با انفجار، لوله در فاصله توقف خود نسبت به لوله شتاب گرفته و به آن برخورد می کنند.

و سپس هر دو لوله در فاصله توقف معین، نسبت به لوله فولادی شتاب گرفته و به آن برخورد میکنند. و در یک مرحله و همزمان سه لوله به یکدیگر اتصال یافته و لوله سه جزئی ایجاد می گردد.

بررسی های آزمایشگاهی

آزمون متالوگرافی

جهت انجام آزمون متالوگرافی از میکروسکوب نوری Nikon Epiphot 300 Ltd Microscop استفاده شد. ابتدا نمونه هایی به ابعاد یک در یک سانتی متر مربع از مناطق مورد تأیید نمونه های جوشکاری شده. در آزمون غیر مخرب به وسیله دستگاه وایرکات تهیه شدند. هر یک از نمونه های مذکور در وجه عمود بر جهت انفجار با استفاده از. کاغذ سنباده 60،120،320،600،1000،1200 سنباده زنی شدند و سپس توسط خمیر الماسه پولیش شدند.

بررسی فصل مشترک های اتصال به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی

بررسی دقیق تر فصل مشترک های اتصال نمونه ها به کمک آنالیزهای الکترون بازگشتی میکروسکوپ الکترونی روبشی. توسط دستگاه میکروسکوپ گسیل میدانی نمونه Mira 3-XMU صورت گرفته. که مجهز به سیستم آنالیز الکترون بازگشتی است. همچنین در مناطق ترکیبات بین فلزی موجود در فصل مشترک ها به وسیله قابلیت آنالیژ نقطه ای این میکروسکوپ آنالیز. و ترکیبات شیمیایی این نواحی مشخص شد.

آزمون میکرو سختی سنجی

به منظور بررسی تأثیر فرآیند اتصال انفجاری بر میزان سختی نمونه ها آزمون ریز سختی سنجی. توسط دستگاه Micro hardness buhler بر طبق استاندارد ASTM E384-11 به روش سختی سنجی ویکرز به شرح زیر صورت گرفت. جهت انجام آزمون میکروسختی میزان بار g 100 انتخاب. و در طرفین هر یک از فصل مشترک های نمونه صورت گرفت. این آزمون برای نمونه های با فاصله توقف مختلف با استاندارد مرجع ASTM E384-11 در دمای آزمایشگاهی صورت پذیریف.

آزمون طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی

آزمون الکتروشیمیایی در این مطالعه با رسم منحنی های نایکوئیست حاصل از آزمون EIS،. با استفاده از دستگاه پتانسیواستات نمونه AUTOLAB-320N طبق استاندارد ASTM G-102. پس از رسیدن نمونه ها به حالت پایا. _تغییرات کمتر از 5mV در هر دقیقه_ در محلول NaC1 3/5%. در محدود فرکانس از KHz 100 تا MHz 10 انجام شد. برای انجام آزمایش از سل سه الکترودی استفاده شده که از الکترود اشباع کالومل. به عنوان الکترود مرجع و الکترود پلاتین هم به عنوان التکرود کمکی استفاده شد.

آزمون پلاریزاسیون تافل

رفتار خوردگی به وسیله آزمون پلاریزاسیون پتانسیو دینامیک توسط دستگاه پتانسیواستات AUTOLAB-320N طبق استاندارد ASTM G-102 مورد مطالعه قرار گرفت. در این آزمون نمونه ها با الکترود مرجع کالومل اشباع در محلول 1000 میلی لیتر آب مقطر. به 35 گرم NaCl ، pH برابر 6/8 و در محدود ولتاژ 1- تا 1. نسبت به ولتاژ مدار باز با سرعت اسکن 1 mv/s. و در دمای اتاق روی تمام نمونه ها صورت گرفت. نمونه ها به مدت 30 دقیقه در محلول غوطه ور شده تا مقادیر پایداری حاصل شود،. سپس با استفاده از نمودارهای به دست آمده. مقادیر پتانسیل خوردگی(Ecorr ) از روی نمودار و چگالی جریان خوردگی (icorr ) با استفاده از روش برون یابی تافل محاسبه شد.

نتایج بحث

بررسی ریز ساختار نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری

تصاویر موج ایجاد شده در راستای طولی اتصال نشان داده شده است. فصل مشترک اتصال( Al 1050/Al 5083 ) در این حالت به صورت موجی است. و فصل مشترک اتصال St 321/Al 1050 به شکل مسطح دیده میشود. در فصل مشترک اتصال Al 1050/Al 5083 با فاصله توقف 6/75 میلی متر و ضخامت ماده منفجره 15/05 میلی متر. در هنگام اتصال لایه ذوب موضعی ایجاد نشده است. و این به دلیل داشتن ضخامت ماده منفجره کم و نزدیک بودن چگالی هر دو آلیاژ در فصل مشترک است.

با افزایش سرعت برخورد، فشار برخوردی افزایش یافته و زاویه دینامیکی برخورد. و انرژی جنبشی مصرفی در نقطه برخورد نیز زیاد شده است. قسمتی ازانرژی جنبشی در فصل مشترک به انرژی پتانسیل تبدیل شده. و باعث میشود که ورق ها در طول سطح برخورد تغییر شکل داده،. با افزایش انرژی جنبشی مصرفی تغییر شکل پلاستیکی بیشتری در فصل مشترک ایجاد شده و با این افزایش،. رفتار ماده به سیالیت بیشتری میل نموده است.

سرعت حرکت صفحه پرنده با افزایش فاصله توقف و ضخامت شارژ بار انفجاری افزایش یافته و همچنین. به دلیل وجود تفاوت در چگالی و سرعت حرکت موج در فلزات،. تکانه فشاری در دو سمت فصل مشترک با افزایش سرعت حرکت صفحه پرنده تغییر نموده. و در نتیجه نقطه برخورد در هنگام اتصال دچار نوسان شده است. این نوسانات با افزایش سرعت برخوردد افزایش یافته و مواد در مجاورت نقطه برخورد در حجم بزرگ تری. استحکام خود را از دست داده و رفتار پلاستیک شبه سیال از خود نشان داده و موجی شکل شده اند.

فصل مشترک اتصال Al 1050/Al 5083 با فاصله توقف 6 میلی متر و ضخامت ماده منفجره 14/9 میلی متر. بصورت کاملاً مسطح است. و در این شکل فصل مشترک نسبت به نمونه سری اول به دلیل کاهش فاصله توقف. و کاهش انرژی جنبشی برخوردی از دانه و ارتفاع امواج در فصل مشترک کاسته شده است. در نمونه اول ارتفاع امواج حدوداً از 0.061mm تا 0.075mm. و در نمونه دوم ارتفاع امواج حدوداً 0.011mm تا 0.019mm مشاهده شد.

در فصل مشترک اتصال St.St. 321/Al 1050 در نمونه دوم ارتفاع امواج کوتاه تر شده و تقریباً به صورت مسطح ظاهر شده است. که دلیل آن کاهش فاصله توقف در فاصل مشترک A1/A1 و نتیجه آن کم شدن انرژی جنبشی. و به تبعیت از آن ارتفاع امواج کم و سختی کاهش یافته است.

بررسی ریزساختار توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی

نمونه سری اول در پژوهش مشخص است. فصل مشترک اتصال Al 1050/Al 5083 به صورت موج کوتاه دیده میشود. ترکیب شیمیایی لایه ذوب موضعی شامل 89/76 درصد اتمی آلومینیوم، 2/22 درصد اتمی کروم،. 0/70 درصد اتمی نیکل و 7/33 درصد اتمی آهن است که علت به وجود آمدن منطقه ذوب موضعی منجمد شده،. ترکیب شدن صفحات پایه و پرنده در اثر چرخش جت جهنده محبوس شده در فصل مشترک است. همچنین در منطقه ذوب موضعی، ترک دیده میشود،. به این دلیل که با سرعت سرد شدن بالا 10 به توان 5 و 10 به توان 7 کلوین. ترکیبات بین فلزی ترد و سخت در این منطقه تشکیل شده که این ترکیب مستعد بروز ترک است.

تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مربوط به نمونه سری دوم را نشان می دهد. ضخامت لایه ذوب موضعی در سری اول با نمونه سری دوم یکسان است. و این به دلیل ثابت بودن ضخامت بار انفجاری و فاصله توقف در این فصل مشترک است. فصل مشترک اتصال Al 1050/Al 5083 به صورت مسطح دیده میشود. و علت آن کاهش فاصله توقف نسبت به نموه سری اول است. ناحیه A با میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص شده که آنالیز الکترون بازگشتی آن آمده است.

در نتایج حاصل مشاهده شد که ترکیب لایه ذوب موضعی شامل 79/65 درصد اتمی آلومینیوم،. 3/22 درصد اتمی کروم، 1/76 درصد اتمی نیکل و 15/40 درصد اتمی آهن است. و با مقایسه در دو سری میتوان دریافت که ترکیب شیمیایی لایه ذوبی. به علت تغییر در فاصله توقف در نتیجه تغییر در انرژی جنبشی. و زاویه برخورد تغییر داشته و درصد اتمی عناصر تغییر کرده است. همچنین بعلت وجود ترکیبات بین فلزی ترد، سختی و تنش پسماند بالا، ترک در مناطق ذوب موضعی دیده می شوند.

آزمون ریز سختی سنجی

در جوشکاری انفجاری، صفحه پرنده و صفحه پایه در معرض موج تنشی شدید حاصل از انفجار ماده منفجره است. این امواج تنشی شدید موجب تغییرات متالوژیکی می شوند و در نهایت منجر به افزایش در ریز سختی می شوند. ریز سختی تابعی از ترکیبات شیمیایی،. درصد عناصر آلیاژی،. ترکیبات بین فلزی و تغییرات حرارتی،. بار انفجار و فاصله توقف است.

نتایج آزمون میکروسختی در راستای طولی اتصال نشان می دهد. که در فصل مشترک اتصال St 321/ Al 1050 در نمونه اول،. سختی به نسبت دو آلیاژ Al 1050 و ST 321 افزایش یافته. و در امواج و منطقه بین فلزی _ فصل مشترک_ به 274 ویکرز رسیده. و در منطقه اتصال دو جزئی Al 1050/Al 5083. این مقدار به 88 ویکرز رسیده است. پروفیل توزیع میکروسختی در سه جزء اتصال در راستای طولی نمایش داده شده است. در راستای قطری نیز سختی در فصل مشترک اتصال St 321 /Al 1050. افزایش یافته و به 322-300 ویکرز رسیده و در فصل مشترک Al 1050/Al 5083. و در نمونه اول این مقدار به 75 ویکرز رسیده است. پروفیل توزیع میکروسختی در راستای قطری این تغییرات نشان داده شده است.

همچنین نتایج آزمون میکروسختی در راستای طولی اتصال نمونه دوم نشان می دهد که.. در فصل مشترک اتصال /St 321 Al 1050 نمونه سه جزئی،. سختی افزایش یافته و در امواج و منطقه بین فلزی به حد 360-345 ویکرز رسیده است. و در فصل مشترک Al 1050/Al 5083 حد سختی 74 ویکرز است. در راستای قطری در فصل مشترک دو جزئی St 321/ Al 1050. میزان سختی در حد 300 ویکرز و در فصل مشترک دو جزئی Al 5083 /Al 1050. حد سختی 80 ویکرز است. پروفیل توزیع سختی در این شرایط، در دو راستای طولی و قطری نمایش داده شده است.

نتایج ریز سختی نمونه های سری اول و سری دوم بر مبنای HV0.1 مشخص است. با توجه به نتایج مندرج شده می توان دریافت که نمونه اول. به دلیل فاصله توقف و ضخامت شارژ بار انفجاری بالاتر،. بیشترین سختی فصل مشترک 228 HV را نسبت به نمونه سری 206 HV دارا است. و علت آن افزایش انرژی جنبشی ناشی از سرعت برخورد بالاتر است و سختی فصل مشترک بالاتر است. بین فصل مشترک A1/A1 چون چگالی تقریباً یکسان است. مناطق ذوب جزئی مشاهده نمی شود. ولی در فصل مشترک بین St 321/Al 1050 مناطق ذوب جزئی وجود دارد. که سختی در این مناطق اندازه گیری شد.

نتایج پلاریزاسیون پتانسیودینامیک

منحنی های پلاریزاسیون نمونه های جوشکاری انفجاری شده مشخص می باشد. پارامترهای الکتروشیمیایی استخراج شده از این منحنی ها از قبیل پتانسیل خوردگی. Ecorr چگالی جریان خوردگی icorr _سرعت خوردگی، شیب های تافل آندی و کاتدی که با استفاده از. روش اکستراپولاسیون تافل حاصل شدند.

بطور کلی، موازی بودن شاخه های تافل کاتدی مشخص است که تصاعد هیدروژن تحت کنترل فعال سازی بوده. و مکانیزم احیای یون هیدروژن مثبت بر روی سطح نمونه ها چندان تحت تأثیر عملیات اتصال قرار نمی گیرد. شاخه های آندی متفاوت بوده و متأثر از پارامترهای مختلف جوشکاری انفجاری است،. نتایج نشان داده که با افزایش فاصله توقف. بار انفجاری، پتانسیل خوردگی از 920-به 976-. میلی وات کاهش یافه و چگالی جریان خوردگی از 34/80 به 68/59. میکرو آمپر بر سانتی متر مربع افزایش یافته است. و علت آن افزایش انرژی فصل مشترک ناشی از افزایش فاصله توقف است.

که باعث تشدید خوردگی می شود. سرعت حرکت صفحه پرنده و زاویه دینامیکی برخورد با افزایش فاصله توقف و بار انفجاری افزایش یافته. و در نتیجه انرژی جنبشی برخوردی نیز افزایش یافته است. افزایش سختی نمونه با فاصله توقف و بار انفجاری بیشتر. نمایانگر افزایش میزان انرژی جنبشی برخوردی انتقال یافته به فصل مشترک است. افزایش انرژی این نمونه باعث افزایش سرعت خوردگی شده است.

بررسی نتایج طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی

طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی به منظور بررسی لایه سطحی ایجاد شده. توسط نمونه ها در محیط خورنده به کار گرفته شد. نمودار نایکوئیست مربوط به نمونه های جوشکاری در پروژه مشخص است. داده های طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی با استفاده از مدار معادل ارائه شده است،. که به بطور مطلوبی با نتایج تجربی تطابق داشت،. حاصل شده و قابل مشاهده می باشد. نمایان است که حلقه های امپدانس به دست آمده در منحنی نایکوئیست نسبت به یک نیم دایره کامل. دارای اندکی له شدگی هستند که این پدیده به عنوان اثر پایین افتادگی شناخته میشود. بطور کلی، انحراف از نیم دایره کامل پراکندگی فرکانس و نیز ناهمگنی های سطح. و مقاومت انتقال جرم نسبت داده می شود.

دیاگرام مدار معادل الکتریکی استفاده شده برای مدل سازی رفتار فصل مشترک فلز/محلول. این اختلاف توسط رفتار غیر ایده آل لایه دوگانه به عنوان یک خازن توصیف می شود،. بنابراین، نیاز به بکار گیری یک عنصر فاز ثابت به جای رفتار خازنی غیر ایده آل لایه دوگانه،. به علت توزیع زمان های آسایشی ناشی از غیر یکنواختی های موجود در سطوح میکرو یا نانو همچون خشنی،. لایه متخلل، ناخالصی ها، جذب بازدارنده، نفوذ و غیره به منظور حصول همخوانی دقیق تر نتایج ضروری است. امپدانس یک عنصر فاز ثابت توسط فرمول مشخص بیان می شود.

در فرمول Y0 عامل نسبیتی _ادمیتانس_ و n ضریب غیریکنواختی سطح. _اختلاف فاز_هستند. و هر چه عدد n بزرگ تر باشد،. به معنی پیوستگی و یکنواختی بیشتر در فصل مشترک جوش است. در این صورت جریان خوردگی کمتر است زیرا جریان خوردگی متناسب با سطح تماس محلول با فلز است. هرچه عیوب و ناپیوستگی ها بیشتر باشد،. سطح تماس مؤثر محلول و فلز بیشتر شده و در نتیجه جریان خوردگی افزایش می یابد. عنصر فاز ثابت به ازای مقادیر n=0، 1,-1 به ترتیب. رفتار مقاومتی خالص، ظرفیتی خالص و القایی خالص نشان می دهد.

در این تحقیق، قطر منحنی های نایکوئیست که بعنوان مقاومت پلاریزاسیون Rp در نظر گرفته میشود. بعبارت دیگر، تنها حلقه های ظرفیتی موجود، مربوط به مقاومت انتقال بار بین فلز و لایه هلموتز خارجی هستند. این مشاهدات نشان می دهد که خوردگی فلز توسط یک فرآیند انتقال بار کنترل می گردد.

لایه دوگانه الکتریکی را میتوان با کمک به مدار معادل و ارائه نمونه ای مناسب از فصل مشترک فلز/محلول. به خوبی توصیف نمود. مدار معادل الکتریکی متناظر برای نمونه ها در محلول با ارائه یک نمونه شماتیکی. از توزیع های پتانسیل در فصل مشترک فلز/محلول. و مقاومت های مربوط به لایه دو گانه مشاهده میشود. در حضور بازدارنده ها، مقاومت پلاریزاسیون Rp شامل مقاومت انتقال بار Rct،. مقاومت لایه بازدارنده بر روی سطح فلز Rf، تمامی ذرات انباشته شده _مولکول های بازدارنده، محصولات خوردگی و…_در فصل مشترک فلز/محلول Ra و مقاومت لایه نفوذی Rd است

با مقایسه نتایج به دست آمده در این تحقیق و دیگر تحقیقات انجام شده میتوان دریافت. که افزایش فاصله توقف منجر به افزایش سرعت خوردگی میشود که در تمامی تحقیقات انجام شده مشهود است.

نتیجه گیری

در این پژوهش تأثیر متغیرهای جوشکاری انفجاری بر رفتار خوردگی اتصال سه لایه انفجاری. ورق های Al 5083/Al 1050/St 321 در محیط نمک با فرآیند جوشکاری انفجاری. با فاصله توقف و ضخامت بار انفجاری مختلف بررسی شد. و نتایج تحقیق نشان داد که در اثر برخورد صفحه پرنده،. انرژی جنبشی به انرژی پتانسیل تبدیل شده و منجر به تغییر شکل سطوح برخوردی می شود.

اگر مقدار تغییر شکل پلاستیک به مقدار کافی نباشد موج های کوتاهی ایجاد شده. و منطقه ذوب موضعی به وجود نمی آید که این موضوع در نمونه دوم با فاصله توقف کمتر مشهودتر است. فصل مشترک اتصال آلومینیوم به فولاد به صورت موجی شکل است که دو دلیل عمده دارد. یکی به دلیل اختلاف چگالی دو آلیاژ و دیگری به دلیل بالا بودن فاصله توقف مابین صفحات آلومینیومی. و سرعت برخورد بیشتر صفحه پرنده است.

انرژی جنبشی برخوردی بیشتری به فصل مشترک دوم انتقال یافته و باعث ایجاد فصل مشترکی موجی شکل و گردابه ای شده است. نمونه اول به دلیل فاصله توقف بالاتر، بیش ترین سختی فصل مشترک 228 Hv را نسبت به نمونه دوم با فاصله توقف کمتر 206 HV دارا بوده که علت آن افزایش انرژی جنبشی ناشی از سرعت برخورد بالاتر است و سختی فصل مشترک بالاتر است. سختی در قسمت فولاد و آلومینیوم در نزدیک فصل مشترک فولاد/آلومینیوم 1050 بیشتر از نواحی دورتر از این فصل مشترک است.

در طی بررسی های به عمل آمده علت این امر انرژی انتقالی ناشی از برخورد. دو ورق آلومینیوم صفحه واسط و ورق فولاد در حین انجام فرآیند جوشکاری انفجاری است. در بررسی های انجام گرفته توسط منحنی های پلاریزاسیون تافل در نمونه های جوش شده،. با افزایش فاصله توقف، پتانسیل خوردگی از 920-976- میلی ولت کاهش یافته و چگالی جریان خوردگی. از 34/80 به 68/59 میکرو آمپر بر سانتی متر مربع افزایش یافته است.

و علت ان افزایش انرژی فصل مشترک ناشی از افزایش فاصله توقف است که باعث تشدید خوردگی می شود. سرعت حرکت صفحه پرنده و زاویه دینامیکی برخورد. با افزایش فاصله توقف و بار انفجاری افزایش یافته و در نتیجه انرژی جنبشی برخوردی نیز افزایش یافته است. افزایش سختی نمونه با فاصله توقف بیشتر نمایانگر افزایش میزان انرژی جنبشی برخوردی انتقال یافته به فصل مشترک است. افزایش انرژی این نمونه باعث افزایش سرعت خوردگی شده است.

جوشکاری انفجاری-جوشکاری بر روی فولاد 304-آلومینیوم-تیتانیوم-ck45-fooladrasuldalakan.com

دانشگاه آزاد اسلامی، شهر مجلسی-دانشگاه آزاد اسلامی نجف آباد-دانشگاه آزاد اسلامی اصفهان

فولاد رسول دلاکان

با سالها تجربه ی گرانبها در زمینه ی تأمین و توزیع و عرضه انواع ورق آلیاژی – انواع فولاد آلیاژی. با اشکال مختلف تولیدی.از جمله ورق- میلگرد – تسمه – پروفیل – میلگرد با استاندارد و گواهینامه های روز دنیا در سراسر ایران فعالیت مینماید.
صنعتگر گرامی از اینکه ما را جهت خرید فولاد آلیاژی مورد نیاز خویش انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.
ارتباط با ما: 09122136675 – 02128423820
[email protected]