در این پژوهش تاثیر مولیبدن بر روی خصوصیات مکانیکی و ریزساختار های جوشکاری با الکترود E8010-p1 مورد بررسی قرار گرفته است. هدف این تحقیق مطالعه تاثیر تغییرات مولیبدن 0، 2/0، 4/0 و 6/0 درصد به منظور کمک به یک تصویر جامع در رابطه با تاثیر عناصر آلیاژی بر رسوبات جوش با مقاومت بالا و بررسی تاثیر آن بر استحکام اتصال می باشد. مشخص گردید که هنگامی که مولیبدن افزایش یافت، برای بارهای کمتر از 230 نیوتن نمونه های با درصد مولیبدن 4/0، صفر درصد، 6/0 درصد و درنهایت 2/0 درصد دارای بیشترین تعداد سیکل قابل تحمل تا زمان شکست می باشند. از طرفی برای نیروی بالاتر از 230 نیوتن، نمونه های با 4/0، 2/0 درصد، صفر درصد و درنهایت 6/0 درصد مولیبدن دارای بیشترین تعداد سیکل قابل تحمل می باشند. بنابراین می توان گفت نمونه با 6/0 درصد مولیبدن دارای بهترین رفتار خستگی می باشد اما برای سایر نمونه ها بسته به میزان بار اعمالی، توانایی تحمل بار خستگی متفاوت می باشد.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فهرست جدول‌ها ج
فهرست شکل‌‌ها د
فصل 1- مقدمه 1
1-1- پیشگفتار 1
1-2- مزایای جوش نسبت به پیچ و پرچ 1
1-3- معایب اتصالات جوشی 2
1-4- خواص مولیبدن 5
1-5- تاثیر مولیبدن بر خواص فولاد و فیزیک جوشکاری و عملیات حرارتی 8
1-6- مروری بر پژوهش های پیشین 14
فصل 2- اصول فرایند جوشکاری با قوس الکتریکی دستی 16
2-1- قابلیتها و محدودیتهای فرایند SMAW 16
2-2- انواع جریان مصرفی 17
2-3- منابع تغذیه 20
2-4- متغیر های جوشکاری 21
2-5- الکترود E8010P1 24
2-6- بهبود خواص مکانیکی جوش الکترودهای E8010 25
2-6-1- مقدمه 25
2-7- عوامل موثر در خواص مکانیکی جوش 27
فصل 3- خستگی در جوش 30
3-1- مقدمه 30
3-2- ناپیوستگی ها و اصطلاحات جوشکاری 31
3-3- رفتار خستگی جوش با دامنه ثابت 38
3-3-1- رفتار تنش-عمر ( S- N ) 38
3-3-2- رفتار کرنش-عمر (ε-N) 41
3-3-3- رفتار رشد ترک (da/dN - ΔK) 42
3-3-4- جوش های نقطه ای 44
3-4- بهبود مقاومت خستگی قطعه جوشی 45
3-5- تخمین عمر خستگی قطعه جوش خورده 49
3-5-1- مدل های کلی غمر خستگی قطعه جوش خورده 49
3-5-2- کدها و استاندارهای طراحی خستگی قطعه جوش خورده 52
3-6- خلاصه 62
فصل 4- مواد و روش ها 63
4-1- مواد مصرفی 63
4-2- صفحات فولادی 63
4-2-1- خواسته های استاندارد AWS 64
4-3- بررسی تاثیر مولیبدن 65
4-4- ترکیب شیمیایی فلز جوش 65
4-5- جوشکاری 66
4-6- آزمون های غیر مخرب 67
4-7- متالوگرافی 67
4-7-1- آماده سازی نمونه ها 67
4-8- آزمون خستگی 67
فصل 5- نتایج تجربی 69
5-1- پیشگفتار 69
5-2- نتایج آزمون خستگی 69
فصل 6- جمعبندی و پیشنهادات 74
6-1- جمعبندی 74
6-2- پیشنهادات برای ادامه کار 74
فهرست مراجع 76
فهرست جدول‌ها
عنوان صفحه
جدول 3 1: خواص کرنش سیکلی و یکنواخت برخی از فلزات جوشکاری [18]. 42
جدول 3 2: گروه های قطعه جوش خورده استاندارد BS 7608، مثال های انتخابی از هر دسته و مقادیر منحنی طراحی خستگی [13 و 31]. 54
جدول 4 1: مقایسه آنالیز شیمیایی جوش الکترود E8010G و E8010-P1 بر اساس استاندارد AWS SFA 5.5 64
جدول 4 2: جزئیات جوشکاری مطابق با استاندارد AWS A5.5 66
جدول 5 1: نتایج بدست آمده برای نمونه با صفر درصد مولیبدن. 70
جدول 5 2: نتایج بدست آمده برای نمونه با 2/0 درصد مولیبدن. 71
جدول 5 3: نتایج بدست آمده برای نمونه با 4/0 درصد مولیبدن. 71
جدول 5 4: نتایج بدست آمده برای نمونه با 6/0 درصد مولیبدن. 72
فهرست شکل‌‌ها
عنوان صفحه
شکل 1 1: اثر مولیبدن در مقدار چقرمگی جوش 13
شکل 2 1:اجزای مختلف جوشکاری با الکترود دستی. 24
شکل 2 2: دمای پیش گرم و بین پاسی بر حسب نوع الکترود و ضخامت لوله. 29
شکل 3 1: انواع جوش و استحکام خستگی برای فولاد سازه ای [10]. 32
شکل 3 2: سطح مقطع طولی اچ و پولیش شده بخش صلیبی جوش بدون تحمل بار [11]. 34
شکل 3 3: اصطلاحات جوش و محل‌های جوانه زنی و رشد ترک خستگی، (الف) جوش با نفوذ کامل، (ب) جوش با نفوذ جزئی. 36
شکل 3 4: تاثیر شکل تقویت کننده بر استحکام خستگی در جوش سر به سر [10]. 39
شکل 3 5: منحنی های S-N برای جوش سر به سر عرضی ( فولاد کربنیQ&T، Su=785MPa،R=0) [16]. 39
شکل 3 6: دیاگرام عمر- ثابت برای جوش های سر به سر فولاد کربنی [16]. 41
شکل 3 7: رفتار خستگی کرنش کنترل شده جوشکاری فولاد A36 [18]. 42
شکل 3 8: داده های رشد ترک خستگی برای فلز جوش فولاد C-Mn، HAZ و فلز پایه []. 43
شکل 3 9: اثر روش های افزایش عمر جوش های پخ دار (AL-Zn-Mg 7005) [22]. (O) شات پین شده، () سنباده زنی (•) سنباده زنی و شات پین کردن (Δ) چکش کاری شده (▲) سنباده زنی و چکش کاری ( ) یک پیش بار، ( ) دو پیش بار، (◄) یک پیش بار در هر 100 سیکل، (►) 10 پیش بار در هر 1000 سیکل، () شن پاشی و رنگ کردن () پایداری یا واماندگی دور از کناره جوش عرضی. 48
شکل 3 10: منحنی های (mean-2SD) طراحی خستگی قطعه جوش خورده S-N استاندارد BS 7608 مربوط به بارگذاری با دامنه متغیر فولاد [31]. 55
شکل 4 1: شماتیک نحوه اتصال لب به لب و انجام عملیات آسترکشی، B، T و R به ترتیب بیانگر لایه آستر، ضخامت و فاصله ریشه جوش [34]. 64
شکل 4 2: شماتیک نمونه کوانتومتری [34]. 66
شکل 4 3: دستگاه مورد استفاده جهت آزمون خستگی در نمونه های مختلف. 68
شکل 5 1: ابعاد نمونه های خستگی به اینچ. 70
شکل 5 2: نمودار نیروی شکست بر حسب تعداد سیکل برای درصدهای مختلف مولیبدن. 73
گذشته کاربرد لعاب به صورت مستقیم ، یعنی بدون نیاز به لعابهای آستری تنها بر سطوح کاملاً صاف و هموار امکان پذیر بوده ، اما امروزه به کمک روش های جدید استفاده از آن بی هیچ مشکلی بر قطعات فرم دار نیز رایج است .