ابداع روش جدید جوشکاری آلومینیوم به فولاد

به گزارش تاسیسات نیوز، جوشکاری یکی از روش‌های تولید می‌باشد. هدف آن اتصال دائمی مواد مهندسی (فلز، سرامیک، پلیمر، کامپوزیت) به‌یکدیگر است؛ به‌گونه‌ای که خواص اتصال برابر با خواص ماده پایه باشد.

 

 

 

جوشکاری همچنین یکی از فرایندهای اتصال دائمی قطعات (فلزی یا غیرفلزی)، به روش ذوبی یا غیر ذوبی، با بکارگیری یا بدون بکارگیری فشار، با استفاده یا بدون استفاده از ماده پرکننده می‌باشد. فرایندهای جوشکاری به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: فرایندهای جوشکاری ذوبی و فرایندهای جوشکاری غیر ذوبی.

در صنعت و به ویژه در خودرو سازی همگام با استفاده از فلزات سبک (مانند آلومینیم) و سنگین (مانند فولاد) مشکلی در مورد نحوه جوشکاری مناسب این دو به وجود آمد. مشکل این است که حرارت بالای فرآیند جوشکاری فلز سبک تر را تضعیف می کند و جوش نامطلوبی حاصل می شود. پس از 10 سال تحقیق مهندسان دانشگاه ایالتی اوهایو روش جدید جوشکاری ابداع کرده اند که می تواند این مشکل را برطرف کرده و در عین حال با مصرف 80 درصد انرژی فرآیند سنتی اتصالی با استحکام 50 درصد بیشتر ایجاد کند.

 

 

گلن دان استاد مهندسی مواد دانشگاه ایالتی اوهایو در این مورد می گوید:

 

در روش سنتی که جوشکاری مقاومتی نامیده می شود از عبور جریان الکتریکی از دو قطعه فلز و مقاومت الکتریکی درون این فلزات استفاده می شود. این فرآیند حرارت زیادی تولید می کند که موجب ذوب شدن دو قطعه و تشکیل جوش می شود. این فرآیند انرژی زیادی مصرف می کند و فلزات جوش داده شده را تضیف می کند.

کاری که دان و تیم پژوهشی او انجام دادند این است که روش جدیدی به نام VFA یا vaporized foil actuator ابداع کرده کرده اند که در آن از پالس های الکتریکی ولتاژ بالا (در حد چند میلیونیوم ثانیه) که از یک فویل آلومینیم عبور می کند و انفجار گاز داغ که با سرعت هزاران مایل در ساعت در حال حرکت است برای اتصال اتم های دو فلز به یکدیگر استفاده می شود. از آنجایی که دو فلز متصل شده در این فرآیند ذوب نشده اند هیچ یک از دو فلز تضعیف نشده و در نهایت اتصال محکمی به وحود می آید.

این فرآیند به دلیل کوتاه بودن زمان پالس های الکتریی و کمتر بودن انرژی مورد نیاز برای تبخیر فویل نسبت به روش سنتی موجب صرفه جویی در مصرف انرژی می شود. دان و تیم او از این فرآیند برای ایجاد اتصال بیت ترکیبات مختلف فلزاتی مانند مس، آلومینیم ، منیزیم، آهن، نیکل و تیتانیم استفاده کرده اند. این تیم موفق شده است تا اتصال محکمی میان فولاد و آلیاژهای آلومینیم نیز ایجاد کند. روش VFA می تواند برای شکل دهی فلزات همراه با جوشکاری آن ها مورد استفاده قرار گیرد و می تواند مشکلات دیگری را نیز در صنعت برطرف کند.

در سال 2012 شرکت هوندا اعلام کرد که به نتایج مشابهی رسیده و موفق شده است تا آلومینیم و فولاد را به استفاده از فرآینده به نام جوشکاری اصطکاکی اختلاطی یا FSW به انجام برساند. در این روش به جای استفاده از قطعه سوم (فویل آلومینیم) که در روش VFA به کار می رود، از اصطکاک و اختلاط برای ایجاد پیوند بین دو فلز استفاده می شود.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نیز مانند روش VFA انرژی کم تری استفاده کرده و اتصال ایجاد شده به وسیله آن نسبت به روش های سنتی جوشکاری قوی تر است. انواع مختلف جوشکاری FSW توسط خودروسازانی مانند لینکلن، مزدا و آئودی به کار گرفته شده بود.

انتهای خبر