بررسی تجربی فرآیند جوشکاری نقطه‌ای در اهداف فلزی تحت ضربه با پرتابه‌های مسطح و مخروطی

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ایوان‌کی، ایوان‌کی، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر، فرآیند جوشکاری نقطه‌ای به دلیل قابلیت ایجاد اتصالی باکیفیت بین صفحات فلزی، به‌خصوص صفحات با خواص مکانیکی بسیار متفاوت، موردتوجه قرارگرفته است. در این روش، هنگامی‌که دو صفحه فلزی تحت‌فشار اعمالی بالا به یکدیگر جوش می‌خورند، در سطح صفحات اتصال اتمی ایجاد می‌شود. در پژوهش حاضر، از سامانه تفنگ گازی تک‌مرحله‌ای برای انجام آزمایش‌های جوشکاری نقطه‌ای ضربه‌ای استفاده شده است. در این مطالعه، ورق فولادی با ضخامت 4 میلی‌متر به‌عنوان ورق پایه و ورق‌هایی از جنس مس، برنج و آلومینیوم به‌عنوان لایه‌ی جلویی تحت برخورد مستقیم پرتابه‌های فلزی با شکل دماغه‌ی مسطح و مخروطی با سرعتی در محدوده‌ی 100 تا 150 متر بر ثانیه قرار گرفته‌اند. به‌منظور بررسی اثر عوامل مختلف در این فرآیند از ترکیب‌بندی‌های مختلف دولایه فلزی با فواصل بین لایه‌ای 1/0، 2/0 و 5/0میلی‌متر استفاده شده است. فصل مشترک جوش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که در ناحیه‌ی برخورد خصوصاً در نواحی مرکزی اتصال کاملی رخ داده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] سخایی ا، جلالی آقچای ع، کاظمی نصرآبادی م (1396) بررسی تجربی تأثیر پارامترهای فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه­ای بر استحکام برشی اتصال ایجاد شده در آلیاژ آلومینیوم 7075-T6. مجله علمی پژوهشی مکانیک ساز­ها و شاره­ها 66-53 :(3)7.

[2] Rolsten RF, Dean WA, O'Neil RW (1965) Hypervelocity impact and spot welding. AIAA J 3.

[3] Erdmann-Jesnitzer F, Louis H, Wiedemeier J (1977) Spot welding of thin metal foils with the fluid impact welding process. Machinery Market 85: 1907-1909.

[4] Erdmann-Jesnitzer F, Louis H, Wiedemeier J (1978) Fluid impact welding, explosive cladding. IIW Document 5: 248-278.

[5] Botros KK, Groves TK (1980) Fundamental impact-welding parameters - an experimental investigation using a 76-mm powder gun. J Appl Phys 51: 3706-3714.

[6] Turgutlu A,  Al-Hassani STS, Akyurt M (1997) Assessment of bond interface in impact spot welding. Int J Impact Eng 19: 755-767.

[7] Turgutlu A,  Al-Hassani STS, Akyurt M (1995) Experimental investigation of deformation and jetting during impact spot welding. Int J Impact Eng 16: 789-799.

[8] Turgutlu A,  Al-Hassani STS, Akyurt M (1996) Impact welding of foils by water jets. Weld J 41-45.

[9] Turgutlu A,  Al-Hassani STS, Akyurt M (1996) The influence of projectile nose shape on the morphology of interface in impact spot welds. Int J Impact Eng 18: 657-669.

[10] Chizari M, Barrett LM (2009) Single and double plate impact welding: Experimental and numerical simulation. Comp Mater Sci 46: 828-833.

[11] Vivio F (2009) A new theoretical approach for structural modelling of riveted and spot welded multi-spot structures. Int J Solids Struct 46: 4006-4024.

[12] Vivio F, Fanelli P (2009) A new analytical model for the elastic-plastic behavior of spot welded joints subjected to orthogonal load. Int J Solids Struct 46: 572-586.

[13] Fanelli P, Vivio F (2014) Analytical characterization of plastic flow in spot welded joints. Theor Appl Fract Mec 74: 48-54.

[14] Fanelli P, Fino A, Vivio F (2015) Analysis of elastic-plastic behavior  and plastic front evaluation in spot welded joints. J Mech Sci Technol 90: 122-132.

[15] Fanelli P, Vivio F (2015) A general formulation of an analytical model for the elastic-plastic behavior of a spot weld finite element. Mech Res Commun 69: 54-65.

[16] Mostofi TM, Babaei H, Alitavoli M, Hosseinzadeh S (2017) On dimensionless numbers for predicting large ductile transverse deformation of monolithic and multi-layered metallic square targets struck normally by rigid spherical projectile. Thin Walled Struct 112: 118-24.

[17] Babaei H, Mostofi TM, Alitavoli M (2017) Experimental and analytical investigation into large ductile transverse deformation of monolithic and multi-layered metallic square targets struck normally by rigid spherical projectile. Thin Walled Struct 107: 257-265.

[18] Babaei H, Jamali A, Mirzababaie Mostofi T, Ashraf Talesh S H (2015) Experimental study and mathematical modeling of deformation of rectangular plates under impact load. Journal of Solid and Fluid Mechanics 6(1): 143-152. (In Persian)

[19] Babaei H, Darvizeh A, Alitavoli M, Mirzababaie Mostofi T (2015) Experimental and analytical investigation into plastic deformation of circular plates subjected to hydrodynamic loading. Journal of Modares Mechanical Engineering 15(2): 305-312. (In Persian)

[20] Babaei H, Mirzababaie Mostofi T, Alitavoli M (2015) Experimental study and analytical modeling for inelastic response of rectangular plates under hydrodynamic loads. Journal of Modares Mechanical Engineering 15(4): 361-368. (In Persian)

[21] Babaei H, Mirzababaie Mostofi T, Alitavoli M (2017) Experimental and theoretical study of large deformation of rectangular plates subjected to water hammer shock loading. Proc Inst Mech Eng-Part E: J Process Mech Eng 231(3):490-496.

[22] Babaei H, Mirzababaie Mostofi T, Alitavoli M
(2015) Study on the response of circular thin plate under low velocity impact. Geomech Eng 9(2): 207-218.

 [23] Mostofi TM, Babaei H, Alitavoli M, Lu G, Ruan D (2019) Large transverse deformation of double-layered rectangular plates subjected to gas mixture detonation load. Int J Impact Eng 125: 93-106.

 [24] Rezasefat M, Mirzababaie Mostofi T, Babaei H, Ziya-Shamami M, Alitavoli M (2018) Dynamic plastic response of double-layered circular metallic plates due to localized impulsive loading. Proc Inst Mech Eng-Part L J Mater Des Appl 1464420718760640.