توضیحات :
بررسی جوشکاری اصطکاکی
این پروژه با فرمت word بوده و آماده پرینت میباشد
همچنین این پروژه دارای عکس و تصویر میباشد
فهرست مطالب :
عنوان.................................................................................................................................... صحفه
مقدمه.............................................................................................................................................1
فصل اول :کلیات روش...............................................................................................................4
1-1-تاریخچه
جوشکاری...........................................................................................................................................5
1-2- مکانیزم اتصال..................................................................................5
1-3- چگونگی فرآیند جوشکاری اصطکاکی .......................6
1-4- خصوصیات مکانیکی جوشکاری اصطکاکی................................................................................7
فصل دوم : معرفی جوشکاری اصطکاکی.....................................................................................9
2-1- معرفی جوشکاری اصطکاکی .....................................................................................................10
2-2- تقسیم بندی جوشکاری اصطکاکی...........................................................................................13
2-2-1- جوشکاری اصطکاکی لحظه ای ...........................................................................................13
2-2-2- جوشکاری اصطکاکی پیوسته ...............................................................................................14
2-2-3- جوشکاری اصطکاکی شعاعی....................................................................15
2-3- شکلهای دیگر جوشکاری اصطکاکی ..........................16
2-4- مواد مناسب برای قرار گرفتن تحت جوشکاری اصطکاکی...................................................17
2-5- جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ( تکنولوژی سبز ) ..............................................................17
2-5-1- پارامترهای جوشکاری...........................................................................................................18
2-6- معایب جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی..................................................................................22
فصل سوم : انواع روشهای تولید قطعات با فرآیند جوشکاری اصطکاکی.........................23
3-1- ساخت قطعات گرد با پروفیل پله ای...................................................................................24
3-2- تولید قطعات مرکب از جنس های مختلف .......................................................................26
3-3- مقایسه جوشکاری اصطکاکی با سایر روشهای تولید.............................................................27
3-3-1-مقایسه جوش اصطکاکی با ریخته گری...............................................................................27
3-3-2-مقایسه جوش اصطکاکی با فورج...........................................................................................27
3-3-3-مقایسه جوش اصطکاکی با جوشکاری های ذوبی..............................................................27
3-4- استفاده از جوشکاری اصطکاکی به جای ماشین کاری........................................................29
3-5- جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در ساخت صفحات چند پارچه.........................................46
3-6- قابلیت FRMFبراغی جوش فلزات غیر متشابه..................................................................30
فصل چهارم : طراحی اتصال و خواص جوش.............................................................................32
4-1- توزیع دما........................................................................................................................................33
4-2- طراحی اتصال.............................................................................................................36
4-3- شرایط سطوح اتصال ..................................................................................................37
4-4- طراحی اتصال برای ابعاد ماشین...................................................................................38
4-5- فلزات جوش پذیر در جوشکاری اصطکاکی...............................................................39
4-6- اتصال فلزات غیر هم جنس.........................................................................................41
4-7- خواص جوش.............................................................................................................45
4-8- کیفیت جوش و کنترل پروسه......................................................................................47
4-8-1- مونیتوره کردن پروسه ............................................................................................48
4-8-2- بازرسی و تست......................................................................................................49
4-9- نیرو و توان لازم جوشکاری........................................................................................49
فصل پنجم : کاربردها ....................................................................................................52
5-1- حمل و نقل.................................................................................................................53
5-2- صنایع انتقال توان ، انرژی هسته ای و صنایع شیمیائی....................................................56
5-3- صنایع موتوری و هوافضا ...........................................................................................56
5-4- صنایع نفت و گاز........................................................................................................60
5-5- موارد متفرقه...............................................................................................................60
فصل ششم : طراحی و ساخت دستگاه جوشکاری اصطکاکی..........................................62
6-1- طراحی شماتیک دستگاه ............................................................................................63
6-2- واحد هیدورلیک .......................................................................................................63
6-2-1- مزایا و معایب سیستم هیدرولیک.............................................................................64
6-2-2- اطلاعات مورد نیاز طراحی......................................................................................65
6-2-3- جک هیدورلیک ( سیلندر هیدرولیک )..................................................................65
6-3- معرفی واحد کنترل کامپیوتری....................................................................................71
6-3-1- مزایا و معایب ماشینهای کنترلی...............................................................................72
6-3-2- اجزای اصلی ماشین های جوشکاری اصطکاکی واحد کنترلی.................................72
6-3-3- واحد های کنترل ماشین .........................................................................................73
6-4- اصول کار ترمزهای مغناطیسی ....................................................................................73
6-4-1- ترمز دیسکی مغناطیسی...........................................................................................75
6-5- کوپلینگ های قطع و وصل شونده الکتریکی...............................................................83
فصل هفتم: نتایج...........................................................................................................................104
7-1- مزایا و محدودیتهای جوشکاری اصطکاکی ........................................................................105
7-2- ارزیابی و محدودیتهای جوشکاری اصطکاکی.......................................................................106
7-2- ارزیابی ماشین جوشکاری اصطکاکی......................................................................................107
- پیوست ها..........................................................................................................................110
منابع...................................................................................................................................112
چکیده
جوشکاری اصطکاکی یکی از روشهای اتصال قطعات همجنس و غیر همجنس میباشد که به انواع مختلفی از قبیل:جوشکاری اصطکاکی لحظه ای –پیوسته –شعاعی –اغتشاشی و... تقسیم بندی میشود.این روش در صنعت هواوفضا –صنایع خودروسازی –صنایع نفت و گاز و بسیاری از صناع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.
به طور مختصر میتوان گفت که این روش به این ترتیب است:
ابتدا یکی از قطعات را به فک ثابت دستگاه می بندند ودیگری را به فک متحرک.
بعد فک متحرک شروع به دوران میکند و رفته رفته به قطعه ثابت نزدیک میشود بعد از اینکه اصطکاک موجب خمیری شدن لبه های قطعات شد دستگاه استپ کرده و با اعمال نیرو باعث جوش خوردن قطعات به یکدیگر میشود
مقدمه :
امروز که انسان به ساختن فضا پیما، آسمان خراش، نیروگاه هسته ای، میکروپروسسور و غیره مشغول است هنوز جوشکاری از روش های بسیار مهم اتصال محسوب می شود. فرآیندهای جوشکاری نه تنها
برای اتصال فلزات همجنس بلکه در موارد خاص با رعایت نکات تکنیکی و متالورژیکی ویژه برای اتصال فلزات غیر همجنس (مس-آلومینیوم)، فلز به غیر فلز (سرامیک به فلز) و حتی غیر فلز به غیر فلز (سرامیک به سرامیک) نیز استفاده می شود. علاوه بر کاربرد جوشکاری در اتصالات دائم، کاربردهای دیگری نیز در صنعت معمول است (نظیر بازسازی عیوب قطعات ریختگی یا ماشین کاری شده، بازسازی قطعات فرسوده و مستهلک شده و ایجاد موضوع جوش با خواص ویژه در فرآیند ساخت بعضی از قطعات صنعتی) که هر کدام جایگاه ویژه ای داشته و ضمن اینکه اهمیت آنها کمتر از کاربرد اصلی اتصال آن نیست.
تاکنون فرایندهای مختلف جوشکاری در دنیا ابداع شده است که هر کدام کاربرد ویژه و نقاط ضعف و قوت خود را دارند. بعنوان مثال فرایند جوشکاری پتکی یا آهنگری هنگامی که انسان اولیه با آتش و فلز آشنا شد متوجه شد که می توان دو قطعه فلزی بصورت سرد یا گداخته روی هم قرار داده و در اثر کوبیدن موجب اتصال آنها شود، یا فرایند جوشکاری اصطکاکی تلاطمی که عمر کوتاهی دارد و هنوز مراحل ابتدایی کاربردی آن مطرح است و یا فرایندهای پیشرفته دیگری که مراحل آزمایشگاهی را طی می کنند. همچنین فرایند جوشکاری نسبتاً جدیدی نیز ابداع شده است که ورق به ضخامت 600 میلیمتر را با یک پاس بدون پخ سازی جوش می دهند و... و یا فرایندی که عملیات جوشکاری را باید در زیر میکروسکوپ انجام داد و محل جوش را نمی توان با چشم غیر مسلح دید. یکی از مهمترین و اصلی ترین تلاشهای متخصصین، ابداع فرایندهای جوشکاری با کمترین هزینه و بیشترین سرعت و خواص کاملاً مشابه قطعه اصلی است.
در جوش های حالت جامد برخلاف فرآیندهای حالت ذوبی که محل اتصال در نتیجه ذوب موضعی دو قطعه و تداخل آنها و عمل انجماد انجام می شد، اتصال بدون تشکیل مذاب انجام می شود.ولی ممکن است فیلمی از فلز مذاب در یک مرحله میانی از عملیات بین سطوح اتصال ایجاد گردد اگرچه فلز مذاب معمولاً به طور کامل از جوش جدا می شود،ولی در حضور کوتاه خود نقش مفیدی را در انجام جوش ایفا می کند.
به طور کلی جوشکاری اصطکاکی بر اساس تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی گرمایی استوار است که دو قسمت مورد اتصال را به هم نزدیک کرده و با ایجاد حرکت دورانی سریع یکی از آنها بر روی دیگری و مالش و اصطکاک دو قطعه، گرمای زیادی تولید شده و موجب حالت پلاستیسیته در لبه های اتصال می شود با فشار اعمال شده نهایی قطعات در هم فرو می روند و اتصال ایجاد می شود.
جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای اولین بار برای آلیاژهایAL ابداع گشت و یک روش جوش کاری حالت جامد است . چون روش های جوشکاری فعلی برای جوش دادن آلیاژهای آلومینیوم که در هوا فضا کاربرد دارند، کفایت نمی کند . آلومینیوم های سری 2xxx و 7xxx را به عنوان آلومینیوم های غیر قابل جوش می شناسند ، به خاطر ساختار میکروسکوپی ضعیف و خلل و فرج های که در منطقه FZ باقی می ماند و خواص منطقه جوش با فلز پایه قابل مقایسه نیست . بعضی آلومینیوم ها قابلیت جوشکاری دارند ولی در عوض با اکسیدهای سطحی مشکل بزرگی دارند که بر طرف کردن آن نیز گران می باشد . مجموع این عوامل دست به دست هم داد که در سال 1991The welding –institute(TWI)روشFSWرااختراعکرد.
ایده اصلی جوشکاری اصطکاکی بسیار ساده می باشد. یک وسیله دوّار مصرف نشدنی (یک پین ویژه همراه با دندانه) را در نظر بگیرید. دو فلزی را که می خواهند جوش بدهند در کنار هم محکم قرار می دهند و پین وارد خط اتصال این دو فلز می شود و همراه با چرخش ، طول خط اتصال را طی می کند. پین دو عمل اصلی را انجام می دهد:
• گرم کردن قطعه توسط اصطکاک
• حرکت دادن مواد به منظور اتصال
گرما به کمک اصطکاک بین پین و قطعه کار و تغییر فرم پلاستیک قطعه به دست می آید. حرارت متمرکز شده باعث نرم شدن مواد اطراف پین و به همراه حرکت دوار پین، باعث حرکت مواد از جلوی پینبرای تولید یک جوش قابل قبول پارامترهای عملیاتی از قبیل نیروی اعمالی، سرعت چرخش و زمان می تواند در رنج گسترده ای تغییر کند نیروی اعمالی باید به مقدار کافی بزرگ باشد تا سطوح را در تماس با یکدیگر نگه دارد زمان عملیات هم باید به گونه ای باشد که اکسیداسیون سطوح به حداقل برسد. نیروی ناکافی حرارت کمتری ایجاد می کند که منجر به عدم اتصال مناسب سطوح می گردد از طرف دیگر نیروی بیش از اندازه حرارت زیادی تولید می کند که منجر به ذوب شدن دو فلز می شود. به عنوان مثال برای جوشکاری فولاد نیرو در محدوده 30-60 MPaو سرعت زاویه ای حداقل 90 m/minمی باشد. زمان گرمادهی برای قطعات کوچک از 5تا 10ثانیه می باشد. زمان باید به اندازه کافی باشد تا اجازه رسانش گرمایی به بخش های مرکزی سطوح که دارای حرکت نسبی کمتری برای تولید حرارت می باشند را بدهد از طرف دیگر افزایش زمان گرمادهی منجر به افزایش سطح مقطع اتصال و گسترش منطقه HAZدر دو طرف جوش به طور غیرعادی می شود.