تاثیر زبری سطح و شدت جریان بر استحکام اتصال پین به روش گل‌میخ

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 7، دوره 12، شماره 2 - شماره پیاپی 45، تیر 1397، صفحه 77-87   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

محمد خدائی^{* 1}؛ جواد مختاری²

¹هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی- واحد شهر مجلسی

²فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر مجلسی

چکیده

اتصال پین به سطوح فولادی به منظور اتصال سرکابل به لوله‌ها، اتصال نگه دارنده به سازه‌های فولادی داخل بتن و بستن مهره و کاور داخل مخازن با سرعت زیاد تنها به روش جوشکاری گل‌میخ ممکن می‌باشد. در این روش با برقراری یک قوس الکتریکی بین پین و فلز پایه برقرار شده و با ذوب جزئی سطوح پین و فلز پایه و اعمال فشار، اتصال برقرار می‌شود. در این تحقیق پین به فلز پایه در سه زبری سطح مختلف و سه سطح شدت جریان مختلف به روش جوشکاری گل‌میخ اتصال داده شده است. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که هنگامی که سطح فلز پایه زبر می‌باشد، با افزایش شدت جریان از 160 به 200 آمپر، سطح اتصال بیشتری بین پین و فلز پایه (از 50 تا 95 درصد) ایجاد می‌شود. اما هنگامی که سطح فلز پایه صیقل و نرم می‌باشد، با افزایش شدت جریان از 160 به 200 آمپر، سطح اتصال کمتری بین پین و فلز پایه (از 95 تا 50 درصد) ایجاد خواهد شد. همچنین فصل مشترک پین و فلز پایه به صورت فاز مارتنزیت منجمد شده و نتایج ریزسختی سنجی (Micro hardness) تایید کننده سختی بالاتر فصل مشترک نسبت به فلز پایه و پین بود. طبق نتایج اندازه‌گیری استحکام کششی (Tension Test)، بیشترین استحکام اتصال (400 مگاپاسکال) مربوط به نمونه صیقل شده با سمباده P60 و شدت جریان 200 آمپر (P60-200A) می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

فولاد ساده کربنی؛ جوشکاری گل‌میخ؛ ریزساختار

مراجع

 

[1]    R. Mohammed & A. Hamza, “Optimized Stud Arc Welding Process Control Factors by Taguchi Experimental Design Techniqueˮ, INTECH publisher, http://dx.doi.org/10.5772/48166

 

[2]    Z. Lin, Y. Liu & J. He, “Behavior of stud connectors under combined shear and tension loads,” Eng. Struct., Vol. 81, pp. 362–376, 2014.

 

[3]    S. De Nardin & A. L. H. C. El Debs, “Study of partially encased composite beams with innovative position of stud bolts”, J. Constr. Steel Res., Vol. 65, No. 2, pp. 342–350, 2009.

 

[4]    I. Samardžić, I. Kladarić & Š. Klarić, “The influence of welding parameters on weld characteristics in electric arc stud welding,” Metalurgija, Vol. 48, No. 3, pp. 181–185, 2009.

 

[5]    P. Sforza & D. de Blasiis, “On-line optical monitoring system for arc welding”, NDT E Int., Vol. 35, No. 1, pp. 37–43, 2002.

 

[6]    B. Mi & C. Ume, “Real-time weld penetration depth monitoring with laser ultrasonic sensing system”, J. Manuf. Sci. Eng., Vol. 128, No. 1, pp. 280–286, 2006.

 

[7]    J. Antony, M. Hughes & M. Kaye, “Reducing manufacturing process variability using experimental design technique: a case study”, Integr. Manuf. Syst., vol. 10, no. 3, pp. 162–170, 1999.

 

[8]    K. Van Allen, “Apparatus and method for monitoring and evaluating weld quality”, Google Patents, 14-Oct-1997.

 

[9]    J. Soo LEE, Y. Soo RYU, N. In Kim, B. Joon KIM, Y. Kyung Kim, M. Hyun Kim, “Stud welding for fixation of cryogenic insulation of membrane tanks in LNG ship buildingˮ, Transactions of nonferrous metals society of China, Vol. 19, pp. 271-275, 2009.

 

[10] INTERNATIONAL STANDARD, Welding- Arc stud welding of metallic materials, ISO 14555, Second edition, 2006.