بهینه سازی خواص مکانیکی مقاطع جوش با نانوذرات

بهینه سازی خواص مکانیکی مقاطع جوش با نانوذرات

محققان دانشگاه امیرکبیر در یک تحقیق آزمایشگاهی اقدام به بهینه سازی خواص مکانیکی قطعات جوشکاری کردند که موجب بهبود عملکرد مکانیکی قطعه جوشکاری شده خواهد شد.

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، فرایند جوشکاری یکی از روش های رایج در اتصال قطعات فلزی محسوب می شود. تاکنون روش های جوشکاری متفاوتی به منظور اتصال قطعات با جنس و شرایط کاری متفاوت ابداع شده است.

اغلب اتصالات جوشکاری شده به دلیل عیوب ناشی از دمای بالای این فرایند، خواص ضعیف تری نسبت به نواحی جوشکاری نشده دارند. امروزه تحقیقات گسترده ای در زمینه های ابداع فرایندهای جوشکاری نوین و بهبود عملکرد و عمر کاری قطعات جوشکاری شده صورت گرفته است.

فاطمه تبیاتی، مجری طرح از مصرف بالای انرژی و حضور عیوب ذاتی در مقاطع جوشی به عنوان دو نقیصه بزرگ استفاده از فرایند های جوشکاری متداول یاد کرد و افزود: هدف از انجام این پژوهش، معرفی جوشکاری نقطه ای اصطکاکی اغتشاشی به عنوان یک فرایند جوشکاری مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست بوده است.

وی افزود: به علاوه در ادامه سعی شده با استفاده از نانوپودر کاربید سیلیسیوم در اعمال فرایند جوشکاری ورق های فولادی، خواص مکانیکی اتصالات جوشکاری شده بهینه سازی شود.

وی در ادامه در خصوص مزایای عمده استفاده از نتایج این طرح تحقیقاتی اظهار داشت: با استفاده از فرایند جوشکاری نقطه ای اصطکاکی اغتشاشی علاوه بر صرفه جویی ۹۰ درصدی در مصرف انرژی و۴۰ درصدی در هزینه ی مربوط به تجهیزات، می توان طیف وسیعی از مواد، از جمله مواد فلزی و پلیمری را به هم متصل کرد. همچنین استفاده از نانوپودر کاربید سیلیسیوم همزمان با اعمال فرایند جوشکاری به ایجاد نقطه جوش های نانوکامپوزیتی منجر شده است.

به گفته وی، نقطه جوش های مذکور از استحکام، سختی و چقرمگی بالاتری نسبت به حالت غیرکامپوزیتی برخوردارند.

تبیانی، نانوذرات کاربید سیلیسیوم با قفل کردن مرز دانه‌ها و ممانعت از مهاجرت آن‌ها موجب بروز ریزساختار دانه‌ریز در منطقه اتصال جوشکاری می‌شوند. پدیده‌ی مذکور، بهبود خواص مکانیکی این اتصالات جوشی را در پی خواهد داشت. نتایج این تحقیق را می توان در اغلب صنایع از جمله صنایع حمل و نقل، هوافضا، کشتی سازی و نظامی لحاظ کرد.

این طرح در قالب پایان‌نامه‌ کارشناسی ارشد فاطمه تبیانی و با راهنمایی دکتر کامران دهقانی از دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام‌شده است. این پایان‌نامه که با همکاری بخش مهندسی و تحقیقات مواد شرکت ساپکو ایران خودرو انجام‌ شده و تحت عنوان پایان‌نامه‌ مورد نیاز صنعت به تأیید داوران ستاد ویژه‌ی توسعه‌‌ی فناوری نانو نیز رسیده است.