دانلود کامل ترین جزوه متالورژی جوش

جزوات تایپ شده متالورژی جوش

دانلود فایل

استاد کوکبی از دانشگاه صنعتی شریف دانشگاه پیام نور دکتر مجید پورانوری علمی کاربردی دانشگاه ازاد کاردانی کارشناسی ارشد مهندسی برق · مهندسی عمران · · · · · ·

ً () ‌‌‌‌ً ‌:

()، () () – ریزساختار آن بستگی دارد. ریزساختار دانه ها، مرز دانه ها و فازهایی را نشان می دهد که در مجموع آرایش و ویژگی های آلیاژ را مشخص می کنند. با این حال، تحت تأثیر ترکیب شیمیایی و چرخه های حرارتی است که اتصال جوش تحت تأثیر قرار می گیرد.

فتومیکروگراف لوله فولادی ضد زنگ
به عنوان مثال، در طول جوشکاری فولاد ، به طور کلی از یک فلز پرکننده با ترکیبات مختلف استفاده می شود. در جزوه متالورژی جوش که از همان فلز استفاده می شود، احتمال تشکیل ریزساختار مارتنزیتی شکننده بیشتر است. این امر با سرد شدن سریع حوضچه جوش تشدید می شود. به طور مشابه، هنگام گرم کردن حوضچه جوش نزدیک به مرز همجوشی، آستنیت تشکیل می‌شود که در خنک‌سازی سریع ریزساختاری متفاوت از ساختار ماده اصلی ایجاد می‌کند. پیچیدگی تشکیل ریزساختار را می توان بیشتر در مناطق جوش ذوبی بررسی کرد.

منطقه متاثر از گرما
ناحیه ای در پایه و فلز جوش که در آن تمام فعل و انفعالات جوشکاری اتفاق می افتد و تغییرات فاز رخ می دهد، منطقه متاثر از حرارت (HAZ) است. این منطقه ای است که ریزساختار و ویژگی های مکانیکی تحت تأثیر حرارت ورودی در طول جوش قرار گرفته است. ریزساختار HAZ با میزان توزیع دما در طول چرخه حرارتی تعیین می شود. مواد پایه بدون تأثیر را می توان دورتر از HAZ پیدا کرد.

منطقه تحت تاثیر حرارت در فولاد ضد زنگ
عرض خود HAZ نیز تحت تأثیر گرمای ورودی و فرآیند جوشکاری قرار می گیرد و هر پاس جوش HAZ خاص خود را تشکیل می دهد.

جوش مداری برای سازند متالورژیکی بهینه
مفهوم متالورژی جوشکاری گسترده است و توضیح قابل توجهی برای درک روابط بین ترکیب مواد، واکنش شیمیایی، گرمایش و سرمایش و عیوب جوشی که بر نتیجه نهایی جوش تأثیر می‌گذارند ضروری است. مقدمه بالا اگرچه مقدماتی است، اهمیت انتخاب فرآیند جوشکاری و کنترل پارامترهای مورد نیاز برای دستیابی به جوش هایی با خواص بهینه را نشان می دهد.

فرآیندهای جوشکاری قوس الکتریکی مانند GTAW به دلیل افزایش سرعت و مزایای کنترل، گزینه جذابی را ارائه می دهند. مزایای اضافی از طریق فناوری خودکار مانند جوشکاری مداری پدیدار می شود ، که جوشکاران را قادر می سازد یک چرخه حرارتی کنترل شده را اجرا کنند و عیوب رایج در جوشکاری دستی را از بین ببرند.

متالورژی جوش

8.1 مقدمه
متالورژی جوشکاری نقش کلیدی در توسعه آلیاژی فولادهای زنگ نزن دوبلکس ایفا کرده است. اولین گریدها دارای محتوای کربن بالایی بودند و تمایل به تشکیل یک منطقه متاثر از گرما غنی از فریت (HAZ) داشتند. اگرچه برخی از اصلاحات آستنیتی به دلیل این سطوح کربن بالا رخ داده است، این همچنین منجر به بارش کاربید و کاهش مقاومت خوردگی بین دانه‌ای (IGC) شد. گریدهای بعدی سطوح کربن پایین تری داشتند، اما نسبت کروم/نیکل بالا، ریزساختارهای غنی از جزوه متالورژی جوش را در HAZ افزایش داد و رشد دانه را ارتقا داد.

در اوایل دهه 1970، فولاد ضد زنگ دوبلکس 22% کروم ساخته شد. حق ثبت اختراع 1 ادعا می کند که این فولاد جدید به دلیل شیمی متعادل از جمله افزودن نیتروژن به IGC هنگام جوشکاری حساس نیست. با این حال، محدوده ترکیب مجاز بسیار گسترده بود، که اجازه م

دانلود رایگان جزوه متالورژی جوش خلاصه کتاب پی دی اف pdf کامل

11.1 عیوب جوش
چرا نقص دارد؟ یک بدبین ممکن است مشاهده کند که هیچ شاخه دیگری از فناوری تولید نمی تواند وجود داشته باشد که در آن تاکید زیادی بر اشتباه گرفتن چیزها شود و سپس تلاش برای توجیه آن مانند جوشکاری شود. “عیب جوش” اصطلاحی است که تقریباً در ذهن بسیاری از مهندسان جوش از جوشکاری جدا نشدنی است. به نظر می رسد بخش اساسی فرهنگ جوشکاری است که باید عیوب جوش تولید شود! آنچه معمولاً از عیب جوش اطلاق می شود عدم همگنی یا ناپیوستگی فیزیکی است، صرف نظر از اینکه استحکام را کاهش دهد یا به هر ویژگی دیگری از جوش آسیب برساند. جوشکاری یکی از معدود فرآیندهای ساخت نهایی است که در آن موادی که روی آن کار می شود به طور همزمان در مکان های مختلف در دو فاز مایع و جامد وجود دارد. این به همراه محدوده دمایی زیاد و نرخ های بالای تغییر دما باعث ایجاد پتانسیل برای تنوع زیاد در ساختار متالورژیکی اتصال و همگنی فیزیکی آن می شود. همچنین باید به خاطر داشت که ناپیوستگی در مواد لزوماً نامطلوب نیست. در واقع استحکام فلزات به نابجایی‌های حاوی آنها در سطح اتمی بستگی دارد، یعنی اختلالات یا آنچه در شرایط دیگر می‌توان «نقص» در شبکه منظم اتم‌ها نامید، که بدون آن فلزات استحکام بسیار کمی خواهند داشت. همچنین باید به رسمیت شناخته شود که ناپیوستگی‌های جوش، خواه فقدان همجوشی یا نفوذ، تخلخل یا ترک باشد، لزوماً منجر به یک محصول معیوب به معنای قانونی نمی‌شود که برای هدف ذکر شده مناسب نیست.عیب به عنوان یک اصطلاح رایج باقی می ماند، حتی اگر واقعاً غیرمنطقی باشد. اگر یک روکش نورد شده یا ناهموار برای کاری که باید انجام می داد، ما نیازی به پرداخت صیقلی روی میله فولادی نداریم. ما سطوح اخیر را معیوب نمی‌دانیم، بلکه آنها را متناسب با هدف خود می‌دانیم. این مفهوم تناسب برای هدف در مورد محصولات جوش داده شده در اواخر دهه 1960 مورد پذیرش قرار گرفت، زمانی که هریسون، بوردکین و یانگ 42 نشان دادند که جوش رایج مورد استفاده قرار می گیرد.سطوح پذیرش نقص در برخی از مشخصات استاندارد و کدهای عملی بسیار محافظه کارانه بود و اغلب به تعمیرات و دوباره کاری های غیر ضروری در طول ساخت منجر می شد. چنین تعمیراتی نه تنها یک هزینه اضافی بود، بلکه ساخت و حتی کل برنامه های ساخت و ساز را به تاخیر انداخت. علاوه بر این، شرایطی که تحت آن تعمیرات باید انجام می شد، باعث می شد که جوش تعمیر شده گاهی اوقات عملکرد ضعیف تری نسبت به جوش اصلی به اصطلاح معیوب داشته باشد. روش‌های مکانیک شکست به‌منظور بررسی اثر یک عیب جوش از نظر نیازهای جزوه متالورژی جوش در فرآیندی که به عنوان ارزیابی بحرانی مهندسی (ECA) شناخته می‌شود، توسعه داده شد.

در کل رشته متالورژی، متالورژی جوش یک موضوع تخصصی است که با توجه به رفتار فلزات در موارد زیر متمایز می شود:نرخ بالای تغییر دما

گرادیان دمای بالاتغییر حلالیت گازها در فلزحجم های کوچک فلز به سرعت از حالت جامد به مایع تغییر می کند و دوباره برمی گردد انتقال و اختلاط فلزات و غیرفلزات در یک محیط پیچیده گازی و الکتریکی.

جوش

این ویژگی‌ها زمینه‌های کرنش در حال تغییر را ایجاد می‌کنند و تنش‌های ناشی از آن به ویژگی‌های فیزیکی، متالورژیکی و مکانیکی جوش‌ها می‌افزایند. 43

ویژگی هایی که عیب جوش نامیده می شوند را می توان به طور گسترده به دو منبع اصلی نسبت داد – طرز کار و متالورژی. عیوب کار به مواردی گفته می شود که مهارت های جوشکار با خواسته های جزوه تکنولوژی و بازرسی جوش مطابقت نداشته باشد. نمونه هایی از این عیوب عبارتند از عدم نفوذ، نفوذ بیش از حد، عدم همجوشی، زیر برش و مشخصات ضعیف. عیوب متالورژیکی 43، 44 از تغییرات پیچیده در ریزساختار ناشی می شودکه با زمان و دما هنگام جوشکاری انجام می شود. آنها می توانند از ترکیب طبیعی فولاد یا از ورود مواد خارجی به ماتریکس فلزی ناشی شوند که قادر به جذب آنها بدون ایجاد کرنش زیاد و در نتیجه شکستگی نیستند. نمونه هایی از این نوع ویژگی ها عبارتند از: ترک ناشی از هیدروژن، ترک داغ و پارگی لایه ای. علیرغم منشأهای مختلف آنها، می توان از بروز هر یک از دو گروه نقص با مدیریت صحیح عملیات ساخت اجتناب کرد (به فصل 10 مراجعه کنید ).

با در نظر گرفتن موضوع این کتاب، باید جزوه متالورژی جوش که آیا منشأ عیوب جوش می تواند در ماهیت طراحی باشد یا خیر. اگر بپذیریم که این مسئولیت طراح است که هم مواد و هم پیکربندی محصول را مشخص کند، از مواد شروع می کنیم. بخش مهمی از مشخصات این است که مواد باید به هر چیزی که می‌خواهیم جوش داده شوندمنظور داشتن. در این مرحله است که این مفهوم “طراح” شروع به مشکل می کند زیرا می دانیم که انتخاب ماده ارتباط تنگاتنگی با انتخاب فرآیند جوشکاری و روش جوشکاری دارد و بالعکس. به طور مشابه، آماده سازی جوش نه تنها با توجه به نوع جوش تعیین شده توسط الزامات عملیاتی اتصال، بلکه بر اساس فرآیند جوشکاری، موقعیتی که در آن جوش انجام می شود و ترتیب مونتاژ ساخت تعیین می شود.

به همین دلیل است که نقشه‌های طراحی ممکن است با نقشه‌های ساخت دنبال شوند و احتمالاً نقشه‌های کارگاهی که خود فرآیندهای جوشکاری یا خلاصه‌ای از آن‌ها به نام برگه‌های داده را فراخوانی می‌کنند. طراحی در این شرایط یک فرآیند تکراری است که در سریع ترین زمان ممکن به راه حلی همگرا می شود که الزامات پروژه را برآورده می کند. از این به بعد اگر از یک طراح صحبت می کنیم، در واقع به یکی از تعدادی از احزاب با نقش های متفاوت اشاره می کنیم. همانطور که دیدیم، عیوب جوش از دو منبع اصلی رخ می دهد که بین آنها اندکی تعامل وجود دارد.

از آلیاژهای آلومینیوم-لیتیوم در طیف وسیعی از فناوری‌های مهندسی مستلزم توسعه هر دو روش مؤثر برای اتصال این مواد و از طریق درک متالورژی جوش آنها است. این فصل ادبیات مربوط به فلز جوش را پوشش می دهدتخلخل، حساسیت به ترک در حین جوشکاری، تشکیل ناحیه هم محور و ترک مرزی همجوشی مرتبط، خواص مکانیکی و رفتار خوردگی جوش ها. اصلاح ریزساختاری مخصوصاً برای آلیاژهایی با حساسیت به ترک گرم شدید جذاب است. آلیاژهای آلومینیوم-لیتیوم یکی از این دسته از مواد هستند. از آنجایی که تمایل به ترک داغ تابعی از ترکیب فلز جوش است، چندین ماده پرکننده مقاوم در برابر ترک مانند AA 2319، AA 4043 و AA 5356 رایج هستند. در حالی که رویکرد اولیه به این مشکل اصلاح شیمی فلز جوش است، یک راه جزوه متالورژی جوش ثانویه کاهش درشتی ساختار انجماد است. از تکنیک های مختلف موجود برای اصلاح ساختار، جریان پالسی، تکنیک های نوسان قوس مغناطیسی تنگستن گاز جوشکاری قوس الکتریکی و تلقیح با استفاده از افزودنی های پالایش دانه بیشترین امید را برای کاربردهای عملی دارد. بهبود قابلیت جوشکاری این آلیاژها از طریق اصلاح ریزساختار ناحیه همجوشی در این فصل پوشش داده شده است. در نهایت، فرآیندهای جوشکاری حالت جامد مانند جوشکاری اصطکاکی و اصطکاکی اغتشاشی آلیاژهای Al-Li به طور خلاصه مورد بحث قرار می‌گیرند.

نند S31803) وجود دارد، حتی اگر اکثر تولیدکنندگان و کاربران نهایی معمولاً محدودیت‌های نزدیک‌تری را برای کنترل جوش‌پذیری مشخص می‌کنند. به طور خاص، ثابت شده است که حفظ محتوای نیتروژن در انتهای بالای محدوده، به عنوان مثال محدودیت های مشخص شده برای S32205 ( جدول 1.1 ) مهم است. این جدیدترین پیشرفت، معرفی نسل سوم آلیاژهای دوبلکس را نشان می دهد، و نشان می دهد که متالورژی تولید و جوش ایجاد شده است.

گریدهای بسیار آلیاژی برای مدتی با 25% کروم وجود داشته است که با آلیاژهای S32550 (مثلاً Ferralium 255) مشخص می شود که حاویتا 2% مس این آلیاژها در ابتدا به عنوان ریخته گری مانند پمپ ها و شیرها توسعه یافتند و به طور گسترده در صنایع دریایی و برای خدمات اسید سولفوریک مورد استفاده قرار گرفتند.

در طول دهه 1980، گریدهای دوبلکس بسیار آلیاژی برای مقاومت در برابر محیط های تهاجمی تر توسعه یافتند. گریدهای به اصطلاح سوپردوپلکس حاوی حدود 25٪ کروم، 6-7٪ نیکل، 3-4٪ مو، 0.2-0.3٪ N، 0-2٪ مس و 0-2٪ W هستند ( جدول 1.1 ). این گریدها معمولاً دارای اعداد معادل مقاومت حفره ای (PRE N ) بیشتر از 40 هستند که در آنها:

[1.1]
PRE N از یک رابطه تجربی مشتق شده است و می تواند اشکال مختلفی داشته باشد. با این وجود، بیشترین کاربرد برای آلیاژهای دوبلکس در بالا آورده شده است. 26 با این حال، با توجه به معرفی تنگستن به برخی از گریدهای فولاد ضد زنگ سوپردوپلکس، عنصری که مقاومت حفره‌ای را نیز بهبود می‌بخشد، شکل اصلاح شده‌ای از رابطه PRE پیشنهاد شده است، 27 :

[1.2]
هر دو شکل معادله در این کتاب جزوه متالورژی جوش استفاده قرار خواهند گرفت (کاربرد تعیین شده توسط زیرنویس N یا W). واضح ( ). (). ‌ً ً % ( ).