فهرست مطالب

  • سال چهارم شماره 2 (پاییز و زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/12/15
  • تعداد عناوین: 10
|
  • محمد غلامی، حسین مستعان، فردین نعمت زاده، علی سنبلی صفحات 1-12

    در این پژوهش، جوشکاری غیرمشابه فولاد کم آلیاژ 4130 به فولاد زنگ نزن آستنیتی 201 به روش قوسی تنگستن-گاز مورد بررسی قرار گرفت.از چهار فلز پرکننده اینکونل 82 (ERNiCr-3)، فولادهای زنگ نزن آستنیتی ER308L، ER309L و فولاد کم آلیاژ ER80S-B2 برای این منظور استفاده شد. پس از جوشکاری ریزساختار مناطق مختلف هر اتصال و همچنین سطح مقاطع شکست با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی خواص مکانیکی اتصال از آزمایش کشش استفاده شد. در آزمایش کشش، نمونه جوش داده شده با فلز پرکننده ERNiCr-3 از مرکز جوش دچار شکست شد و سایر فلزات پرکننده از فولاد پایه 4130 دچار شکست شدند که این امر به دلیل پایین بودن استحکام فولاد 4130 نسبت به فولاد زنگ نزن آستنیتی 201 بود. همچنین به دلیل تشکیل ترکیباتی از جمله NbC در ساختار مرکز جوش فلز پرکننده ERNiCr-3، این نمونه از مرکز جوش دچار شکست گردید. مشاهدات انجام شده توسط SEM نشان داد که در آزمایش کشش، شکست نمونه مربوط به فلز پرکننده ERNiCr-3 به صورت نیمه ترد است و سایر فلزات پرکننده به صورت نرم می شکنند. بررسی ها نشان داد فلز پرکننده ERNiCr-3 دارای ساختار کاملا آستنیتی و از دانه های هم محور تشکیل شده است و هیچ گونه ترکی در آن مشاهده نشد. فلزات پرکننده ER308L و ER309L دارای ریزساختار سلولی- دندریتی هستند؛ به دلیل وجود فاز فریت دلتا در نواحی بین دندریتی آستنیت زمینه هیچ گونه ترکی در این اتصال تشکیل نشد. ریزساختار فلز پرکننده ER80S-B2 به صورت صفحات مارتنزیت لایه ای بود. همچنین در این اتصال نیز هیچ گونه ترک انجمادی رخ نداد. پس از بررسی تمامی نتایج به دست آمده، سیم جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی ER308L به دلیل دارا بودن ساختاری با انعطاف پذیری بالاتر نسبت به نمونه جوشکاری شده توسط فلز پرکننده ER80S-B2 مناسب ترین پرکننده برای جوشکاری غیر مشابه فولاد زنگ نزن 201 به فولاد کم آلیاژ 4130 تشخیص داده شد.

    کلیدواژگان: اتصال غیرمشابه، جوشکاری قوسی تنگستن-گاز، فولاد زنگ نزن آستنیتی201، فولاد کم آلیاژ 4130، خواص مکانیکی، ریزساختار
  • مصطفی ونایی، محمد اردستانی، علیرضا عباسی صفحات 13-22

    در این پژوهش جوشکاری غیر همجنس فولاد ساده کربنیSt52 به فولاد مقاوم به سایش W400 و تاثیر آن بر ریزساختار و خواص سایشی فولاد مقاوم به سایش مورد بررسی قرارگرفت. روش تولید فولاد مقاوم به سایش کوئنچ مستقیم و سختی اسمی آن 400 برینل بود. از فرایند جوشکاری قوسی تنگستن- گاز جهت انجام اتصال استفاده شد. نتایج نشان داد که جوشکاری باعث تغییرات اساسی در ریزساختار منطقه متاثر از حرارت فولاد مقاوم به سایش می شود و موجب کاهش سختی و افزایش نرخ سایش آن می گردد. همچنین بر طبق مشاهدات انجام شده، با افزایش حرارت ورودی جوشکاری به میزان 9%، سختی منطقه متاثر از حرارت فولاد مقاوم به سایش 8% کاهش و نرخ سایش آن 5/2 برابر افزایش یافت. بر طبق مشاهدات انجام گرفته توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، مکانیزم اصلی سایش در فلز پایه فولاد مقاوم به سایش، سایش چسبان و خراشان بود. این در حالی است که مکانیزم سایش در منطقه متاثر از حرارت فولاد مقاوم به سایش، سایش چسبان و ورقه ای شدن بود. با افزایش حرارت ورودی، میزان سایش ورقه ای به میزان قابل توجهی افزایش یافت.

    کلیدواژگان: سایش، فولاد مقاوم به سایش، جوشکاری قوسی تنگستن-گاز، ریزسختی
  • امین ربیعی زاده، احمد افسری صفحات 23-34

    در تحقیق حاضر اتصال غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیم 5754 به 6063 به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با / بدون افزودن نانو لوله کربنی مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفته است. نمونه های جوشکاری شده ابتدا توسط آزمون های غیر مخرب نظیر بازرسی چشمی، امواج فراصوتی و پرتونگاری بررسی گردید و عدم وجود عیوب در ناحیه اتصال مورد تایید قرار گرفت. نتایج سختی سنجی حاکی از آن است که ساختار جوشکاری شده با حضور نانو لوله های کربنی در ناحیه اغتشاش دارای سختی بالاتری است. به منظور توزیع بهتر نانو لوله های کربنی در ناحیه اغتشاشی، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در 2 پاس انجام شد و مشاهده شد که بعد از پاس دوم پروفیل سختی در ناحیه اتصال یکنواخت تر شده و استحکام کششی نسبت به حالت یک پاس، افزایش 25 درصدی نشان می دهد. همچنین مقدار ضریب اصطکاکی در نمونه دو پاس جوشکاری شده، در حدود 30 درصد از مقدار ضریب اصطکاک فلز پایه کمتر است. با توجه به وابستگی مقاومت سایشی به مقدار سختی و ضریب اصطکاک، می توان نتیجه گرفت که مقاومت سایشی نیز در نانوماده مرکب سطحی تولید شده در ناحیه اغتشاش افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: جوشکاری غیرهمجنس، آلیاژ آلومینیم، نانولوله کربنی، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، آزمون سایش
  • مجتبی استوار، توحید سعید، امیر مصطفی پور، سجاد امامی صفحات 35-45

    در روش جوشکاری هیبریدی TIG-MIG کیفیت و راندمان بهتری در مقایسه با هر کدام از روش های MIG و TIG به دست می آید. همچنین، در این روش هیبریدی، قوس MIG در محیط گاز محافظ آرگون خالص پایدارتر است. بنابراین، در این پژوهش اثر پارامترهای جوشکاری هیبریدی TIG-MIG بر کیفیت ظاهری و نسبت عمق به عرض جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی L316 با طراحی آزمایش تاگوچی بررسی گردید. سپس ساختار ناحیه تحت تاثیر حرارت (HAZ) جوش هیبریدی حاصل از پارامترهای بهینه طراحی تاگوچی، با هر کدام از جوش های ساده MIG و TIG به تنهایی و تحت شرایط حرارت ورودی یکسان مقایسه شد. نتایج نشان داد که مهمترین پارامتر در روش هیبریدی از نظر دستیابی به بهترین کیفیت ظاهری و همچنین بیشترین نسبت عمق به عرض، فاصله بین دو قوس است. شدت جریان های TIG و MIG پارامترهای موثر بعدی هستند. در جوشکاری هیبریدی در پارامترهای بهینه، وسعت و اندازه دانه ناحیه HAZ به دلیل سرعت سرمایش بالاتر آن نسبت به دو فرآیند MIG و TIG، کوچکتر بود.

    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن آستنیتی، جوشکاری هیبریدیTIG-MIG، جوشکاری TIG، جوشکاری MIG
  • بهزاد صادقی، مرتضی شمعانیان، فخرالدین اشرفی زاده، پاسکواله کاوالیره صفحات 47-57

    اتصال حالت جامد نانوکامپوزیت های ساخته شده به روش متالورژی پودر و تف جوشی شده به روش پلاسمای قوس الکتریکی به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مطالعه شده است. نانوکامپوزیت به روش آسیابب کاری مکانیکی و سپس تف جوشی به روش پلاسمای قوس الکتریکی تولید شده اند. خواص مکانیکی، ریزساختاری اتصالات به عنوان تابعی از پارامترهای فرایندی مختلف مانند سرعت خطی و دورانی ابزار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نانوکامپوزیت های ساخته شده به روش متالورژی پودر و با توزیع اندازه دوگانه از تقویت کننده Al2O3، دارای یک پنجره کاری است که متاثر از حرارت ورودی جوشکاری می باشد. ارزیابی اتصالات نشان داد که خواص ریزساختاری و مکانیکی آنها متاثر از میزان حرارت ورودی تولید شده طی فرایند جوشکاری است. مشخص شد که تبلورمجدد دینامیکی باعث کاهش اندازه دانه آلومینیوم در ناحیه اغتشاش می شود. ضمن اینکه مشخص شد که نانوذرات می توانند اثر قفل کنندگی برای جلوگیری از رشد دانه های متبلور شده ناشی از تبلورمجدد دینامیکی شوند.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت زمینه آلومینیوم، پلاسمای قوس الکتریکی، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، حرارت ورودی، اثر قفل کنندگی
  • علی حاجی تبار، همام نفاخ موسوی صفحات 59-70

    در این پژوهش جوشکاری غیر همجنس فولاد ساده کربنیSt52 به فولاد مقاوم به سایش W400 و تاثیر آن بر ریزساختار و خواص سایشی فولاد مقاوم به سایش مورد بررسی قرارگرفت. روش تولید فولاد مقاوم به سایش کوئنچ مستقیم و سختی اسمی آن 400 برینل بود. از فرایند جوشکاری قوسی تنگستن- گاز جهت انجام اتصال استفاده شد. نتایج نشان داد که جوشکاری باعث تغییرات اساسی در ریزساختار منطقه متاثر از حرارت فولاد مقاوم به سایش می شود و موجب کاهش سختی و افزایش نرخ سایش آن می گردد. همچنین بر طبق مشاهدات انجام شده، با افزایش حرارت ورودی جوشکاری به میزان 9%، سختی منطقه متاثر از حرارت فولاد مقاوم به سایش 8% کاهش و نرخ سایش آن 5/2 برابر افزایش یافت. بر طبق مشاهدات انجام گرفته توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، مکانیزم اصلی سایش در فلز پایه فولاد مقاوم به سایش، سایش چسبان و خراشان بود. این در حالی است که مکانیزم سایش در منطقه متاثر از حرارت فولاد مقاوم به سایش، سایش چسبان و ورقه ای شدن بود. با افزایش حرارت ورودی، میزان سایش ورقه ای به میزان قابل توجهی افزایش یافت.

    کلیدواژگان: جوشکاری پرتو الکترونی، آلیاژ پیشرفته Nb-1Zr، جریان جوشکاری، ریزساختار، خواص مکانیکی
  • ایمان خدایی دلویی، حامد ثابت، وحید ابویی مهریزی صفحات 71-86

    تحقیق حاضر به بررسی ریز ساختار و ارزیابی خواص مکانیکی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در اتصال لب به لبAA2024 و AA6061 می پردازد. از یک ابزار استوانه ای رزوه دار از جنس فولاد گرم کار H13 جهت اتصال ورق های 5 میلی متری در سرعت های چرخشی 800، 1000و1200 دور در دقیقه و سرعت های پیشروی 30، 50، 70، 90و 110 میلی متر بر دقیقه استفاده شد. به منظور انجام بررسی های لازم، از مشاهدات متالورژیکی توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به سیستم آنالیز شیمیایی عناصر و همچنین انجام آزمون های مکانیکی استحکام کششی و ریز سختی سنجی نیز استفاده شد.نتایج آزمون ها نشان داد که تفاوت میان دو آلیاژ باعث نوسان سختی در ناحیه اغتشاش و یک کاهش بزرگ هنگام عبور از منطقه متشکل از دو آلیاژ به سمت آلیاژ 6061 می شود. با افزایش سرعت پیشروی از 30 تا 110 میلیمتر بر دقیقه در سرعت های چرخشی ثابت 800، 1000 و 1200 دور بر دقیقه به علت کاهش حرارت ورودی، اندازه دانه ها کاهش پیدا کرده و سختی و استحکام افزایش می یابند. همچنین بیشترین میزان استحکام کششی و سختی با مقادیر به ترتیب 6/221 مگاپاسکال و 05/111 ویکرز مربوط به نمونه جوشکاری شده تحت سرعت چرخشی 1000 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 110 میلی متر بر دقیقه بود.




    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، آلیاژ آلومینیوم 2024، آلیاژ آلومینیوم 6061، سرعت پیشروی، سرعت چرخشی
  • مجید سبک روح، محسن ساروقی صفحات 87-98

    فولادهای کم آلیاژ استحکام بالا کاربرد وسیعی در صنعت گاز دارند لذا جوشکاری دستی قوس الکتریکی با استفاده از الکترود پوشش دار در خطوط لوله انتقال گاز طبیعی ایران اهمیت ویژه ای دارد. برای بررسی تجربی درز جوش و اطمینان از پیوستگی جوش محیطی نیاز به آزمونهای مخرب و غیرمخرب می باشد. در این مقاله، تاثیر عملیات حرارتی نرماله بر خصوصیات جوش چندپاسه محیطی، در موقعیت های متفاوت (ساعت 6-30/7، 30/7-9، 9-30/10 و 30/10-12) با قطر خارجی 36 اینچ به وسیله آزمایش های کوانتومتری، متالوگرافی، کشش، ضربه و سختی سنجی بررسی شد. نتایج نشان می دهد در اثر نرماله کردن، مقدار فریت پاس ریشه و سطح جوش به ترتیب 24 و 6 درصد نسبت به فلز پایه افزایش یافته است. همچنین مقدار افزایش فریت در پاس های ریشه، گرم، پرکن و سطح به ترتیب 32، 14، 12و 7 درصد نسبت به پیش از عملیات نرماله است. میزان ازدیاد طول جوش نسبت به نمونه قبل از عملیات حرارتی و فلز پایه به ترتیب 65 و 5 درصد افزایش داشته است. انرژی شکست در راستای عمود بر جوش (ساعت9-30/10)، 70 درصد نسبت به نمونه قبل از عملیات حرارتی افزایش داشته است. مقدار افزایش کربن، وانادیوم و تیتانیوم در منطقه جوش نسبت به فلز پایه در موقعیت 6-30/7 به ترتیب برابر با 01/0 ، 003/0 و 005/0 می باشد.

    کلیدواژگان: نرماله کردن، فولاد کم آلیاژ استحکام بالا، جوش چند پاسه محیطی، خطوط انتقال گاز طبیعی، API X65
  • محمدصالح شیخ محمد می آبادی، افشین کازرونی، محمود مرادی صفحات 99-109

    جوشکاری لیزری روشی نوین به منظور اتصال مستقیم فلزها و پلیمرها می باشد که منجر به ایجاد نوعی پیوند فیزیکی و شیمیایی بین فلز و پلیمر می گردد. در این پژوهش امکان اتصال غیرمشابه St12 و پلی کربنات از نظر تئوری بررسی شده است. سپس به کمک لیزر ND:YAG جوشکاری St12 و پلی کربنات انجام شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان دهنده ایجاد اتصال بین St12 و پلی کربنات می باشد. به منظور آنالیز حرارتی و مکانیکی فرآیند جوشکاری، مدل اجزاء محدود قطعات به کمک نرم افزار آباکوس ایجاد شده است. همچنین از مدل منبع حرارتی CIN به منظور توصیف توزیع توان لیزر استفاده شده و نرم افزار فورترن به منظور توصیف مدل حرارتی در شبیه سازی جوشکاری به کار گرفته شده است. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و شبیه سازی نشان می دهد مدل اجزاء محدود قادر به پیش بینی پهنای جوش می باشد بنابراین صحت نتایج مدل اجزاء محدود تایید شده و مدل اجزاء محدود به منظور پیش بینی تنش های پسماند به کارگرفته شده است. نتایج نشان می دهد ایجاد اتصال سبب تنش های پسماند کششی روی سطح فلز و تنش های پسماند فشاری روی سطح پلیمر می گردد.

    کلیدواژگان: اتصال غیر مشابه، جوشکاری لیزری، St12، پلی کربنات، آنالیز ترمومکانیکی
  • ایمان رسولی، مهدی رفیعی صفحات 111-126

    در این تحقیق، ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرمشابه فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI316 به فولاد زنگ نزن فریتی AISI430 بررسی شد. بدین منظور از روش جوشکاری قوسی تنگستن–گاز و فلزات پرکننده ER316L و ER2209 با قطر 4/2 میلیمتر استفاده شد. جهت بررسی ریزساختار و مقاطع شکست نمونه های جوشکاری شده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. همچنین جهت بررسی خواص مکانیکی اتصال، از آزمون های کشش، ضربه، ریزسختی سنجی در راستای افقی و عمودی روی فلز جوش استفاده شد. نتایج نشان داد که ریزساختار در نمونه جوشکاری شده با فلز پرکننده ER316Lآستنیتی همراه با فریت بین دندریتی، فریت شبکه ای و آستنیت ویدمن اشتاتن و در نمونه جوشکاری شده با فلز پرکننده ER2209شبکه های پیوسته آستنیت در زمینه فریت اولیه می باشد. در آزمون کشش تمامی نمونه ها از فلز پایه فولاد زنگ نزن فریتی AISI430 و بصورت نرم دچار شکست شدند. فلز جوش ER2209 انرژی ضربه پایین در حدود 27 ژول و فلز جوش ER316L انرژی ضربه بالاتر و در حدود 43 ژول از خود نشان دادند. شکست فلز جوش در هر دو نمونه از نوع ترد بود. نتایج ریزسختی سنجی نشان داد سختی فلز جوش در نمونه جوشکاری شده با فلز پرکننده ER316Lبه دلیل وجود عناصر آلیاژی، توزیع مناسب فاز فریت دلتا و ساختار ریز دانه و افزایش مرز دانه ها، بالاتر از نمونه جوشکاری شده با فلز پرکننده ER2209 می باشد.

    کلیدواژگان: اتصال غیرمشابه، فولاد زنگ نزن فریتی AISI430، فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI316، خواص مکانیکی، ریزساختار، فلز جوش
|
  • M. Gholami, H. Mostaan, A. Sonboli Pages 1-12

    In this research, gas tungsten arc welding of dissimilar joint between 4130 low alloy steel and AISI 201 austenitic stainless steel was investigated. Four filler metals i. e. ERNiCr-3, ER 309L, ER 308L and ER 80SB2 were used. After welding, microstructural features of various areas and also fracture surfaces were examined using optical microscopy and scanning electron microscopy. Tensile test was conducted in order to study the mechanical properties of each joint. It was found that ERNiCr-3 is fractured from fusion zone and the others were fractured from 4130 base metal. Also, some second phase particles such as NbC were seen in the ERNiCr-3 weld joint. SEM observation showed that the fracture behavior of ERNiCr-3 weld joint is semi brittle and the others are ductile. The fusion zone of ERNiCr-3 weld joint was fully austenitic and consisted of equiaxed grains and no crack was seen in this area. The fusion zone of ER 308L and ER 309L were composed from cellular dendrite and finally ER 80S-B2 weld joint was consisted of lath martensite.

    Keywords: Dissimilar joints, Gas tungsten arc welding, AISI 201 austenitic stainless steel, AISI 4130 low alloy steel, Mechanical properties, Microstructure
  • M. Vanaee, M. Ardestani, A. Abbasi Pages 13-22

    In this research, the dissimilar welding of St52 plain carbon steel to W400 wear resistant steel and its effect on the microstructure and wear properties of the wear resistant steel was investigated. The wear resistant steel was produced via direct quenching with nominal hardness of 400 HB. Gas tungsten arc welding was used for joining process. The results showed that welding led to hardness reduction, wear rate increase and also significant changes in microstructure of the heat affected zone of the wear resistant steel. According to the results, by increasing the heat input for about 9%, the hardness and wear rate of the heat affected zone was decreased 8% and increased 250%, respectively. According to the scanning electron microscopy observations the main wear mechanisms of the base metal were adhesion and abrasion. However, the wear mechanisms of the heat affected zone were mainly adhesion and delamination. By increasing the heat input, the delamination was increased significantly.

    Keywords: Wear, Wear resistant steel, Gas tungsten arc welding, Micro-hardness
  • A. Rabiezadeh, A. Afsari Pages 23-34

    The purpose of this study was to examine the effect of adding Nano particles such as Nano Carbon Tube during Friction Stir Welding (FSW) on dissimilar Al alloy joints. More specifically, both FSW and Friction Stir Processing (FSP) were performed simultaneously to investigate the effect of adding Nano particles on mechanical properties and microstructure of the weld zone for joining AA5754-H22 and AA6063-T4aluminum alloys. Reliability of the joints was tested by non-destructive tests such as visual inspection, ultrasonic, and radiography. The global mechanical behaviors of dissimilar welds were similar to that of the base material. Important losses in ductility were also reported for dissimilar welds. Microstructural evaluation of fractured surfaces indicated that ductile fracture was the major mechanism of similar and dissimilar welds. We expected that the locks for dislocation moving would improve the mechanical properties of the weld zone. Also, the friction coefficient in the two-passes welded sample was about 30% lower than the friction coefficient of the base metal. On the bases of the wear resistance of hardness and the coefficient of friction, it was concluded that the wear resistance of the surface Nano-composite produced had also increased in the stir zone.

    Keywords: Dissimilar welding, Al alloy, CNT, Friction stir welding, wear test
  • M. Ostovar, T. Saeid, A. Mostafapour, S. Emami Pages 35-45

    In the TIG-MIG hybrid welding, higher weld efficiency and better weld quality are obtained with respect to each individual TIG and MIG welding methods. Moreover, in this method, the MIG arc is more stable in pure argon shielding gas. Therefore, in this study, the influence of TIG-MIG hybrid welding parameters on the welds appearance quality and welds depth to width ratio of a 316L austenitic stainless steel was investigated using optimum parameters of Taguchi design of experiments (DOE). Microstructure of the heat affected zone (HAZ) obtained from the hybrid welding was compared with those of each individual MIG and TIG welding techniques under equal heat-input condition. The results indicated that the most important parameter in the hybrid method to obtain the best appearance quality and the highest depth to width ratio is the distance between the two arcs. The MIG and TIG currents are the next influencing parameters. The width of HAZ and the size of constituent grains in hybrid welding with optimum parameter, were smaller than those of each individual TIG and MIG processes due to the higher associated cooling rate in the hybrid welding technique.

    Keywords: Austenitic Stainless Steel, TIG-MIG Hybrid Welding, TIG Welding, MIG Welding
  • B. Sadeghi, M. Shamanian, F. Ashrafizadeh, P. Cavaliere Pages 47-57

    Solid state joining of powder metallurgy (P/M) processed and sintered by spark plasma sintering through friction stir welding (FSW) was studied. The nanocomposites were prepared via mechanical milling followed by spark plasma sintering. The microstructural and mechanical of the joints were evaluated as a function of the different processing parameters such as rotating and advancing speeds of the tool. The achieved finding revelled that the FSW of the nanocomposites produced by P/M containing bimodal sized Al2O3 reinforcement have a working window are affected by the heat input. The joint evolution revelled that the microstructure and mechanical properties of those was related to the generated heat input during the welding. It is known that dynamic recrystallization (DRX) caused grain size refinement of aluminium into stir zone. Meanwhile, it was revealed that the pinning effect of Al2O3 nanoparticles retarded grain growth of the recrystallized grains caused by dynamic recrystallization (DRX).

    Keywords: Aluminum matrix nanocomposite, spark plasma sintering, friction stir welding, heat input, pinning effect
  • A. Hajitabar, H. Naffakh, Moosavy Pages 59-70

    The effect of electron beam welding current changes on the microstructure and mechanical properties of the Nb-based alloy has been investigated. The electron beam welding was applied with 4 different currents of 20, 24, 30 and 35 mA on 3mm thick plates. The aspects including different welding regions, geometry and depth of welding penetration, as well as the effect of heat input on the weldability are investigated. The mechanical properties including tensile and microhardness values of the weld was also measured. The results show that in a sample with a 30 mA welding current, the optimum conditions for the depth of penetration, weldability and the geometry of the weld are obtained. The welds showed a cellular structure, and intercellular dendrites in the central region of the weld have been caused due to microsegregations created between the cells. In HAZ, severe recrystallization and grain growth has occurred. Because of the high thermal conductivity of niobium, the HAZ size is relatively large. Based on the 3D Rosenthal’s equation, the recrystallization temperature of alloy was calculated as 713 °C. It is observed that as G × R increases, the grain size in the central line of the weld decreases. The hardness profile shows that the hardness of the weld zone and the HAZ is significantly less than that of the base metal due to elimination of work hardening effect. The tensile strength of the weld for a sample with a current of 30 mA was 281MPa, which is 53% of the tensile strength of the base metal and the weld was broken from the HAZ.

    Keywords: Electron beam welding, advanced alloy Nb-1Zr, welding current, microstructure, weldability, mechanical properties
  • I. Khodai Delouei, H. Sabet, V. Abouei Mehrizi Pages 71-86

    Friction  Stir Welding  is one of the solid-state processes and today it has been used to join different types of materials. Friction stir welding does not have many problems and limitations due to melting and solidification of weld metal and by controlling its variables, the microstructure and desired mechanical properties can be achieved at the joint. Recently, in most industrial areas, due to its lightness and energy saving, much attention has been paid to the joining of aluminum alloys. The present study investigates the microstructure and evaluation of mechanical properties of friction stir welding in AA2024 and AA6061butt welds. A cylindrical threaded tool was used to join 5 mm thick plates at rotational speeds of 800, 1000 and 1200 rpm and traverse speeds of 30, 50, 70, 90 and 110 mm / min. In order to perform the necessary investigations, metallurgical observations were performed by optical microscope and scanning electron microscope equipped with a chemical analysis system of the elements, as well as mechanical tests of tensile strength and micro hardness. The results showed that the difference between the two alloys causes hardness variations in the nugget zone and a large hardness drop at the transition between the zone composed of both alloys and the 6061 zone. By increasing the traverse speed from 30 to 110 mm / min at constant rotational speeds of 800, 1000 and 1200 rpm, due to reduced input heat, the grain size decreases and the hardness and strength increase. Also, the highest tensile strengths and hardness were 221.6 Mpa and 111.05 Vickers, respectively, for a sample welded at a rotational speed of 1000 rpm and a traverse speed of 110 mm / min.

    Keywords: Friction Stir Welding, Aluminum alloy 2024, Aluminum alloy 6061, Traverse Speed, Rotational Speed
  • M. Sabokrouh, M. Saroghi Pages 87-98

    High strength low alloy steels are widely used in gas industry, so shield metal arc welding in pipelines to transport natural gas from Iran is of great importance. For experimental investigation of seam weld and integrity of girth weld, destructive and non-destructive tests are required. In this article the effects of normal heat treatment on properties of multi pass welding in different situations (6-7:30 , 7:30-9 , 9-10:30 , 10:30-12) with 36 in outside diameter is evaluated by chemical,  metallography, tensile, toughness and hardness. The result shows that normalizing increases ferrite ratio in root pass and weld cap pass respectively 24 and 6 percent than base steel. Also the increase rate of ferrite in root, hot, filler, and the cap pass are respectively 32, 14, 12 and 7 percent before than normalizing. The elongation weld of was increased ratio than before the heat treatment in base metal respectively 65 and 5 percent. The impact energy alignment to weld (9-10:30) had a rate of 70 percent increase before the heat treatment. The increase rate of C, V and Ti in the weld zone according to base metal in situation of 6-7:30 are respectively 0.01, 0.003 and 0.005.

    Keywords: normalizing, high strength low alloy steel, multi pass girth weld, natural gas pipeline, API X65
  • M.Saleh Shaikh Meiabadi, A. Kazerooni, M. Moradi Pages 99-109

    Laser welding is a novel method for direct joining of metals and polymers, which leads to a mechanical and chemical bond between metal and polymer. In this study, feasibility of dissimilar joining between St12 and polycarbonate is studied theoretically. Then, the ND: YAG laser is implemented to join St12 and Polycarbonate. Empirical results indicate creation of a joint between St12 and polycarbonate. In order to conduct thermomechanical analysis of the welding process, the finite element model has been developed by Abaqus software. In addition, the cylindrical-involution-normal (CIN) heat source model was used to describe the laser power distribution and FORTRAN software has been used to define the thermal model in welding simulation. Comparison of experimental and simulation results shows that the finite element model is capable of predicting weld width, and therefore the results of the finite element model are verified. Therefore, the finite element model is used to predict residual stresses. The results disclose that dissimilar bonding creates residual tension stresses on the metal surface and compressive residual stresses on the polymer surface.

    Keywords: Dissimilar joint, Laser welding, St12, Polycorbonate, Thermomechanical analysis
  • I. Rasouli, M. Rafiei Pages 111-126

    In this research, microstructure and mechanical properties of AISI316 to AISI430 dissimilar joint were investigated. For this purpose, GTAW process using ER316L and ER2209 filler metals with diameter of 2.4 mm was used. The microstructure and fracture surface of the welded samples were characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy. Also the mechanical properties of the welded samples were evaluated by tension, impact and microhardness tests. It was found that the microstructure of the welded sample with ER316L filler metal contained Widmanstatten austenite with inter-dendritic and lathy ferrites. Also, in the welded sample with ER2209 filler metal, Austenite phase in ferrite matrix was seen. In tension test, all samples were fractured from AISI430 side of the joint in a ductile manner. ER2209 weld metal indicated low impact energy of about 27 J, while ER316L weld metal indicated higher impact energy of about 43 J. The fracture surface in both welded samples indicated brittle fracture mode. The microhardness of the weld metal of the welded sample with ER316L filler metal was higher than the welded sample with ER2209 filler metal due to the presence of alloying elements, proper distribution of delta ferrite and finer microstructure.

    Keywords: Dissimilar joint, AISI316 steel, AISI430 steel, Mechanical properties, Microstructure, Weld metal