تقویت اتصالات جوشی با نانوذرات

از سوی دیگر اتصالات جوشکاری نسبت به سایر مناطق قطعه معمولاً خواص متفاوتی دارند. ازاین رو تلاش هایی به منظور بهبود عملکرد این اتصالات صورت پذیرفته است.

مهدی سعیدی، یکی از محققان این طرح، هدف از انجام این طرح را بهبود عملکرد مکانیکی و متالورژیکی اتصال جوشی دو نوع آلیاژ آلومینیوم با خواص مختلف با بهره گیری از نانوذرات عنوان کرد.

به گفته این محقق، با توجه به بهبود برخی خواص مکانیکی و متالوژیکی اتصالات نانوکامپوزیتی، این اتصالات از عمر طولانی تری بهره مند هستند؛ از این رو دوره های تعمیر و تعویض این اتصالات با فواصل زمانی طولانی تری صورت خواهد گرفت و این موضوع کاهش هزینه ها را در پی خواهد داشت.

وی افزود: در این طرح از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به منظور اتصال دو نوع آلیاژ مختلف آلومینیوم، یکی با خواص خوردگی قابل توجه و دیگری با نسبت استحکام به وزن عالی استفاده شده است.

وی با بیان اینکه به منظور بهبود خواص این اتصالات از نانوذرات آلومینا هنگام اعمال فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی استفاده شده است، اظهار داشت: استفاده از این نانوذرات موجب شده در ناحیه ی جوش یک منطقه نانوکامپوزیتی متشکل از فاز آلیاژی آلومینیوم به عنوان فاز زمینه و نانوذرات آلومینا به عنوان فاز پراکنده تشکیل شود.

سعیدی در خصوص مراحل انجام این طرح افزود: در ابتدا آلیاژهای پایه (آلیاژهای آلومینیوم گروه ۵xxx و ۷xxx) و ابزار مورد استفاده در ابعاد هندسی مشخصی ایجاد شدند. سپس نانو ذرات Al۲O۳ در شیارهایی که بدین منظور در محل اتصال آلیاژهای پایه ایجاد شده بودند، قرار گرفتند. پس از آن، فرایند جوشکاری با پارامترهای مشخصی انجام گرفت. بعد از جوشکاری، نمونه های مورد نیاز هر آزمون به صورت جداگانه تهیه شده و با توجه به نوع هر آزمایش، آماده سازی نمونه ها انجام گرفت. پس از انجام آزمون ها، مقایسه و تحلیل داده ها انجام شد.

به گفته وی، مقایسه بین نتایج آزمون های مربوط به اتصالات تقویت شده و نشده با نانو ذرات بیانگر بهبود مقاومت به خوردگی، مقاومت به سایش و سختی اتصالات تقویت شده است.

سعیدی عنوان کرد: با توجه به گستردگی استفاده از این فرایند جوشکاری در بسیاری از صنایع، نتایج این طرح در صنایع خودروسازی، حمل ونقل ریلی و هوافضا می تواند کاربرد داشته باشد.

این تحقیقات حاصل تلاش های مهندس مهدی سعیدی، مهندس محسن برموز- دانش آموختگان دوره کارشناسی ارشد دانشگاه تهران و دانشجویان دکترای دانشگاه صنعتی اوکلند و دکتر محمدکاظم بشارتی گیوی،  عضو هیأت علمی دانشگاه تهران است. نتایج این پژوهش در مجله Materials Research (جلد ۱۸، شماره ۶، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۱۵۶ تا ۱۱۶۲) به چاپ رسیده است.