فهرست مطالب

  • سال پنجم شماره 1 (بهار و تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/09
  • تعداد عناوین: 12
|
  • بابک صفربالی، مرتضی شمعانیان*، عبدالمجید اسلامی صفحات 1-11

    در این تحقیق تاثیر عملیات حرارتی پس از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی روی اتصال غیرمشابه آلیاژهای T6-7075 و T4-2024 بررسی شد. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با پارامترهای سرعت چرخشی rpm 1140 و سرعت پیشروی mm/min 32 انجام شد. نمونه های جوشکاری شده تحت فرآیندهای مختلف عملیات حرارتی پیرسازی در دما و زمان های متفاوت قرار گرفتند. مشاهدات ریزساختاری، مشخصه یابی و خواص مکانیکی روی اتصال جوشکاری شده قبل و بعد از عملیات حرارتی در عرض مقطع جوش انجام شد.  نتایج نشان داد، عملیات حرارتی پس از جوشکاری باعث رشد غیر عادی دانه ها می شود که اثر منفی روی خواص مکانیکی اتصال دارد، در حالی که تشکیل رسوبات ریز و یکنواخت در مناطق اتصال جوش باعث بهبود استحکام و سختی می شود. یافته شد، عملیات حرارتی بر اساس فرآیند T6-7075 و براساس فرآیند T6-2024 به ترتیب بیشترین و کمترین اثر را در بازیابی استحکام اتصال جوش و عملیات حرارتی  دارند. در آزمون کشش شکست نمونه جوشکاری شده در مرز بین ناحیه متاثر از عملیات ترمومکانیکی و ناحیه متاثر از حرارت در سمت پسرو (7075) رخ می دهد، در صورتی که با بکارگیری عملیات حرارتی پس از جوشکاری شکست در منطقه اغتشاش اتفاق می افتد. شکست نمونه جوشکاری شده غالبا درون دانه ای و شکست نمونه های عملیات حرارتی شده بیشتر بصورت بین دانه ای بود.

    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، عملیات حرارتی، خواص مکانیکی، آلیاژ 7075، آلیاژ 2024
  • محسن عباسی بهارانچی*، سید باقر عسکری صفحات 13-29

    در این پژوهش جوشکاری ورق های فولادی 10025 EN و L 316 به روش جوشکاری همزنی مورد بررسی قرار گرفته و پارامترها توسط نرم افزار روش سطح پاسخ  بهینه سازی شدند. جهت بررسی خواص مکانیکی و متالورژیکی اتصال، آزمایش های ریز سختی و آزمایش کشش و متالوگرافی توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مجهز به سیستم آنالیز شیمیایی  انجام و مناطق مختلف شامل ناحیه همزده، مناطق متاثر از حرارت، فصل مشترک ها و ناحیه متاثر از حرارت و مکانیک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بهینه سازی نشان داد که بهترین اتصال با بیشترین استحکام در سرعت چرخش 950 دور بر دقیقه، حرکت خطی 90 میلی متر بر دقیقه و زاویه انحراف 3 درجه حاصل می شود شکست در تمامی آزمایش های کشش از فلز پایه 10025 EN سمت پیش رونده اتفاق افتاد و بیشترین استحکام با پارامترهای بهینه در MPa 312 اتفاق می افتد. نتایج متالوگرافی نشان داد که اندازه دانه در ناحیه همزده  10تا 20 برابر کاهش می یابد و باعث بهبود خواص مکانیکی اتصال می شود. همچنین نتایج آنالیز شیمیایی خطی و نتایج سختی بر روی نمونه جوشکاری شده با پارامترهای بهینه نشان از اختلاط نسبتا مناسب در ناحیه همزده می باشد.

    کلیدواژگان: جوشکاری همزنی، 10025 EN و L 316، خواص مکانیکی
  • امین عبداله زاده*، علی شکوه فر صفحات 31-44

    در این پژوهش، به منظور تغییر ترکیب شیمیایی ناحیه اغتشاش یافته، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم 6061 و منیزیم AZ31 همراه با افزودن لایه واسط فلز روی انجام شد. با هدف تعیین شرایط بهینه جوشکاری ترکیبی از سه سرعت دورانی و دو سرعت پیشروی مورد استفاده قرار گرفت. بهترین خواص مکانیکی برای نمونه جوشکاری شده در سرعت دورانی 600 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 35 میلیمتر بر دقیقه به دست آمد، به نحوی که میزان استحکام کششی این نمونه در مقایسه با نمونه بدون لایه واسط در شرایط مشابه حدود 24 درصد بهبود یافت و درصد ازدیاد طول حدود 5/2 برابر ارتقاء پیدا کرد. ترکیبات بین فلزی Mg-Zn و Mg-Al-Zn، محلول جامد آلومینیوم و نواحی غنی از روی باقیمانده ازجمله اصلی ترین فازهای شناسایی شده در ناحیه اغتشاش یافته بودند که با ایجاد آن ها از شکل گیری ترکیبات بین فلزی مضر Al-Mg جلوگیری به عمل آمد. تصاویر شکست نگاری سازگاری مناسبی با درصد ازدیاد طول بدست آمده برای نمونه های مختلف نشان داد به نحوی که برای نمونه جوشکاری شده با لایه واسط روی، سطح شکست دارای بافتی ریز بوده و حفره های کم عمقی در سطح شکست مشاهده شد درحالی که در مورد نمونه ساده جوشکاری شده در شرایط مشابه، سطح شکست ماهیت کاملا ترد داشت.

    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، آلیاژ آلومینیوم، آلیاژ منیزیم، لایه واسط روی، خواص ریزساختاری، خواص مکانیکی
  • امیر ایزدپناهی*، میثم مهدوی شهری، محمد صادق ابروی صفحات 45-50

    پانل های ساندویچی با هسته فوم آلومینیومی با توجه به ویژگی منحصر بفرد چگالی پایین و خواص مکانیکی مناسب، می توانند دارای کاربردهای متنوع و روزافزون باشند. تحقیق حاضر روشی نوین برای اتصال فوم آلومینیوم به ورق آلومینیومی با استفاده از لحیم کاری ارائه می نماید. در این شیوه، سطح فوم از لحیم آلیاژ پایه روی پوشانیده شده و صفحه آلومینیوم مورد نظر ضمن چرخش و حرارت دهی به سطح لحیم ذوب شده نزدیک شده و اتصال مطلوب مورد نظرایجاد می شود. استحکام کششی بهتری در مقایسه با نمونه های متصل شده از طریق استفاده از روانساز بدون اعمال چرخش، حاصل شد. در بررسی تصاویر میکروسکوپ  الکترونی و نوری نیز اتصال و نفوذ مناسب ورق/لحیم/فوم مشاهده شد.

    کلیدواژگان: لحیم کاری، پنل های ساندویچی آلومنیمی، فوم سلول بسته، بدون روانساز، فوم آلومینیوم
  • مجید سبک روح* صفحات 51-61

    جوشکاری قوس فلزی الکترود پوشش دار بر روی فولادهای کم آلیاژ استحکام بالا در خطوط لوله انتقال گاز طبیعی ایران اهمیت ویژه ای دارد. در این مقاله تاثیر عملیات حرارتی آنیل کردن بر خصوصیات جوش چند پاسه محیطی در موقعیت های متفاوت (ساعت 6-30/4، 30/7-3، 3-30/1 و 30/1-12) با قطر خارجی 36 اینچ به وسیله آزمایشهای کوانتومتری، متالوگرافی، کشش، ضربه و سختیسنجی بررسی شد. نتایج آزمون کشش، کمترین میزان استحکام تسلیم را (در راستای عمود بر جوش و در موقعیت 6-30/4) برابر 348 مگاپاسکال و کمترین انرژی شکست را (در راستای عمود بر جوش و در موقعیت 3-30/1) برابر 108 ژول ارزیابی میکند. انرژی شکست 12 درصد نسبت به نمونه قبل از عملیات حرارتی افزایش داشته است. میزان تغییرات سختی در نواحی و موقعیت های گوناگون ناچیز (کمتر از 5 درصد) است. تصاویر حاصل از آزمون متالوگرافی با میکروسکوپ های نوری و الکترونی نشان می دهد که مقدار پرلیت ناحیه پاس سطح جوش و منطقه تحت تاثیر حرارت نزدیک فلز جوش نسبت به فلز اصلی به ترتیب 29 و 8 درصد کاهش داشته است. میزان ازدیاد طول جوش نسبت به نمونه قبل از عملیات حرارتی و فلز پایه به ترتیب 75 و 23 درصد افزایش داشته است. مقدار افزایش کربن، وانادیوم و تیتانیوم در منطقه جوش  نسبت به فلز اصلی در موقعیت 3-30/4 بهترتیب برابر با 02/0 ،  003/0 و 006/0 می باشد.

    کلیدواژگان: آنیل کردن، فولاد کم آلیاژ استحکام بالا، خطوط انتقال گاز، جوش سر به سر
  • میلاد طغرائی سمیرمی، مسعود مصلایی پور یزدی*، مهدی کلانتر، امیر سیف الدینی صفحات 63-75

    در پژوهش حاضر، تاثیر عنصر آلیاژی نیکل بر خصوصیات فلزجوش راسب شده از الکترود E7018-G مورد ارزیابی و پژوهش واقع شد. بدین منظور الکترودهایی حاوی مقادیر مختلف نیکل (0-1.7wt.%) طراحی و ساخته و توسط فرآیند جوشکاری قوس دستی (SMAW) جوشکاری شدند. مطالعات ساختاری حاکی از تاثیر دوگانه نیکل بر ریزساختار فلزجوش حاصله بود. توضیح آنکه با افزایش نیکل تا 1.2wt.% جز فریت سوزنی در ریزساختار فلزجوش افزایش و دانه بندی منطقه مجددا گرم شده از فلزجوش ظریفتر گردید. اما مقادیر زیاد نیکل (>1.2wt.%) موجب افزایش اجزائی از قبیل فریت ویدمن-اشتاتن در ساختار فلزجوش می شد. برای ارزیابی تاثیر نیکل بر خصوصیات مکانیکی فلزجوش از پارامتر حاصلضرب استحکام کششی در انرژی ضربه (UTS×CVN) استفاده شد. بررسی های خواص مکانیکی نشان داد که بیشترین مقدار پارامتر مذکور در فلزجوش حاوی 1.2wt.% نیکل حاصل می شود. افزایش سختی فلزجوش با افزایش مقدار نیکل، مرتبط با تشکیل ریز اجزائی در ریزساختار فلزجوش و افزایش آنها با زیاد شدن مقدار نیکل بود.

    کلیدواژگان: E7018-G، ریزساختار، فریت، ضربه، استحکام
  • جواد ملائی میلانی*، توحید سعید صفحات 77-91

    در پژوهش حاضر اثر تغییر مشخصه های آخالهای بوجود آمده در جوشکاری زیرپودری فولاد کم آلیاژی API5l-X65، برتشکیل فریت سوزنی شکل مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور ایجاد آخالهایی با مشخصه های متفاوت نظیر ترکیب شیمیایی و اندازه آخال، از سه نوع پودر جوشکاری با ترکیب شیمیایی متفاوت  و اندیس بازیسیته های 72/0، 82/0 و 99/0 و دو حرارت ورودی مختلف  kJ/mm 6/1 و kJ/mm 4/2 در جوشکاری بهره برده شده است. نتایج حاصل بیانگر این امر است که عملکرد آخالها به عنوان مکانهای مرجح جوانه زنی فریت سوزنی شکل و بهبود ریزساختار و در نتیجه خواص مکانیکی در شرایطی قابل مشاهده است که پودر مورد استفاده دارای کمترین اندیس بازیسیته بوده و حرارت ورودی بالاتر باشد. تحت این شرایط درصد آخالهای با میزان اکسید تیتانیم بالا و با اندازه 5/0 تا 5/1 میکرومتر افزایش یافته و باعث افزایش میزان فریت سوزنی شکل در ریزساختار می شود. در صورتیکه در بقیه شرایط جوشکاری بوجود آمدن فریت مرزدانه ای سبب کاهش میزان فریت سوزنی شکل شده و سبب تضعیف خواص مکانیکی فلز جوش در مقایسه با فلز پایه می شود.

    کلیدواژگان: فریت سوزنی شکل، آخال، جوشکاری زیرپودری، فولاد کم آلیاژی
  • مصطفی افضلی، رضا دهملایی*، اسماعیل حجاری صفحات 93-104

    در این پژوهش تاثیر اعمال لرزش الکترومغناطیس بر ریزساختار و مقاومت به ضربه فلز جوش فولاد API X70 بررسی گردید. جوشکاری با روش GTAW و با دو فلز پرکننده ER80S-G و ER309L و اعمال هم زمان لرزش الکترومغناطیس تحت ولتاژهای از   30-0 ولت انجام گردید. ریز ساختار فلزات پایه و جوش با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی SEM بررسی شد. چقرمگی فلزات جوش در دماهای محیط، °C0 و °C20-  توسط آزمون ضربه چارپی تعیین گردید. بررسی های میکروسکوپی نشان داد با اعمال لرزش، ریز ساختار فلز جوش ER80S-G، ظریف تر و جزایر مارتنزیتی- آستنیتی (MA) ریزتر و از پراکندگی یکنواخت تری  برخوردار گردیده اند. مشخص شد که در اثر اعمال لرزش ساختار فلز جوش ER309L ریزتر و متوسط اندازه دندریت ها در فلز جوش از mµ19/18 به  mµ01/8 کاهش یافته و میزان فریت فلز جوش نیز حدود 13 درصد افزایش یافته است. نتایج آزمون ضربه نشان داد که افزایش لرزش اعمالی باعث بهبود مقاومت به ضربه هر دو فلز جوش گردیده است. بهترین نتایج پس از اعمال لرزش تحت ولتاژ 30 ولت  بدست آمد به طوریکه مقاومت به ضربه فلز جوش ER80S-G  در دماهای محیط، °C0 و °C20- به ترتیب به میزان 53، 29 و 36 درصد و برای فلز جوش ER309L در دماهای محیط و °C 20-  به ترتیب به میزان 18 و 5 درصد افزایش یافت.

    کلیدواژگان: لرزش الکترومغناطیس، مقاومت به ضربه، جزایر M، A، فریت سوزنی، فولاد API-X70
  • حامد انهاری*، امیرحسین میثمی، ایمان فخاری گلپایگانی صفحات 105-116

    در این مقاله جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ورق های پلی پروپیلن1 با 40 درصد الیاف شیشه به روش تجربی، مورد مطالعه قرار گرفته است. همانند سایر روش های جوشکاری استحکام محل اتصال مهم ترین مشخصه در این فرآیند می باشد. پارامترهای زیادی از جمله هندسه ابزار، سرعت دورانی، سرعت خطی و زاویه کلگی به عنوان پارامترهای ورودی و با اهمیت در این نوع جوشکاری می باشد. بنابراین در تحقیق حاضر، تاثیر این پارامترها بر جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ورق های پلی پروپیلن بررسی و استخراج گردیده است. آزمایشات بر اساس روش تاگوچی و آرایه متعامد   که برای طرح های سه سطحی مناسب می باشد، طراحی شده است. مدل سازی و تحلیل آماری با استفاده از آنالیز واریانس و نسبت سیگنال به نویز انجام پذیرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده ابزار با پین استوانه ای - مخروطی پیچی کیفیت ظاهری بهتر و استحکام بالاتری را از خود نشان می دهد. از میان پارامترهای مورد بررسی، سرعت دورانی بیشترین و معنادارترین تاثیر را بر استحکام کششی - برشی و شکل ظاهری جوش دارا می باشد. پارامترهای بهینه جوشکاری شامل سرعت دورانی 1000 دور بر دقیقه، سرعت خطی 20 میلیمتر بر دقیقه و زاویه کلگی 1 درجه به دست آمد.

    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی، کامپوزیت پلی پروپیلن، الیاف شیشه، استحکام کششی-برشی
  • محمود سمیع زاده، مجید واثقی، حسین ظفری صفحات 117-123

    در این مقاله علت شکست پره ردیف 17 یک توربین بخار 5/82 مگاواتی که سبب آسیب هایی به محفظه داخلی توربین و تجهیزات مجاور پره نیز شده، مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور تعیین علت شکست و جلوگیری از حوادث مشابه، بررسی های مختلف متالورژیکی و مکانیکی شامل آنالیز ترکیب شیمیایی، متالوگرافی و بررسی ریز ساختاری، شکست نگاری به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی و سختی سنجی و آزمون کشش روی آن انجام گرفت. نتایج اولیه نشان داد که آلیاژ به‌کاررفته دارای مشخصات ترکیب شیمیایی، ریزساختاری و خواص مکانیکی در محدوده قابل قبول می باشد و شکست پره براثر افت خواص متالورژیکی و مکانیکی حین سرویس صورت نگرفته است. نتایج حاصل از شکست نگاری، خستگی دور بالا را مکانیزم اصلی شکست پره معرفی کرده و نشان می‌دهد که ترک خستگی از ناحیه مجاور سوراخ مربوط به سیم مستهلک کننده ارتعاشات و از محل لحیم‌کاری سخت سیم به پره، به علت کیفیت نامناسب و اتصال ناقص لحیم سخت و تمرکز تنش ناشی از سوراخ، جوانه‌زده است که درنهایت با رشد و رسیدن به‌اندازه بحرانی، شکست ناگهانی پره رخ داده است.

    کلیدواژگان: پره توربین بخار، آنالیز تخریب، خستگی، لحیم کاری سخت
  • رحیم نریمانی، مجید الیاسی، مرتضی حسین زاده، حامد آقاجانی درازکلا صفحات 125-136

    اتصال فلزات غیر همجنس با کیفیت و خواص مکانیکی مطلوب از مشکلات مهم و اساسی صنعت می باشد. یکی از روش های بسیار پر کاربرد جهت رفع این مشکل، فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی می باشد. در این مقاله با استفاده ازدو هندسه متفاوت پین ، به شکل های استوانه ای و رزوه دار،  به بهینه سازی پارامترهای موثر فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیم سری 6065 به مس خالص جهت دستیابی به بیشترین حالت ترکیب، ایجاد حالت کامپوزیتی و  استحکام کششی  پرداخته شده است. جهت انجام این پژوهش سرعت دورانی ابزار 1130 دور بر دقیقه، سرعت پیشروی 24 ،40 و 65 میلیمتر بر دقیقه، عمق نفوذ 3/0 میلیمتر و زاویه انحراف ابزار 3 درجه انتخاب گردید. نتایج حاصل نشان داد که در پارامترهای ثابت جریان داخلی مواد توسط پین رزوه ای بهتر از پین ساده است. بر اساس نتایج بدست آمده، با کاهش سرعت پیشروی ابزار می توان استحکام اتصال را افزایش داد. نتایج حاصل از تست کشش نشان داد که بیشینه استحکام اتصال تولید شده با پین رزوه ای حدود 345 مگاپاسکال با ازدیاد طول 6/2 میلیمتر و اتصال تولید شده با پین ساده حدود 272 مگاپاسکال و ازدیاد طول 2/2 میلیمتر بود که در سرعت دورانی 1130 دور در دقیقه و سرعت خطی 24 میلیمتر بر دقیقه حاصل شد.

    کلیدواژگان: اتصال غیرهمجنس، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، هندسه پین ابزار، آلیاژ آلمینیوم 6065، مس خالص
  • رضا تماس گوابری، علیرضا ابراهیمی، سید مهدی عباسی، علیرضا یزدی پور صفحات 137-149

    در تحقیق حاضر اثر ارتعاش محدوده رزونانس (تحت فرکانس Hz 75) در حین جوشکاری GMAW آلیاژ آلومینیوم 321H-5083-AA مورد بررسی قرار گرفت. نیروی ارتعاشی اعمالی در حدود N 2200 - 850 بوده و سایر پارامترهای جوشکاری ثابت در نظر گرفته شدند. بررسی استحکام کششی و همچنین سختی سنجی نمونه های جوشکاری شده انجام شد. همچنین سطوح شکست نمونه ها بوسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش نیروی ارتعاش، استحکام کششی و استحکام شکست نمونه های جوشکاری شده در مقایسه با نمونه جوشکاری شده بدون ارتعاش به ترتیب در حدود 3 و 9 درصد افزایش یافته است. در نمونه جوشکاری شده بدون اعمال ارتعاش، اندازه متوسط دانه-ها در حدود µm 200 و عرض ناحیه متاثر از حرارت در حدود µm 1800 است. در حالیکه با اعمال ارتعاش در حین جوشکاری و با افزایش نیروی ارتعاش از N 850 به N 2200، اندازه متوسط دانه ها به حدود µm 75 کاهش یافته و نیز وسعت ناحیه متاثر از حرارت از حدود µm 1000 به µm 700 ، یعنی در حدود 44 الی 61 درصد کاهش یافت.

    کلیدواژگان: جوشکاری ارتعاشی، جوشکاری آلومینیوم، سختی سنجی، استحکام کششی، آلیاژ آلومینیوم 5083
|
  • B. Safarbali, M. Shamanian*, A. Eslami Pages 1-11

    In present study, the effect of heat treatment after friction stir welding dissimilar welds T6-7075 and T4-2024 aluminum alloys were investigated. Friction stir welding was performed at a constant rotation speed of 1140 rpm and welding speed 32 mm/min. After welding samples are taken under various heat treatment processes at different aging temperature and time period. Microstructural observations, phase analysis characterization and mechanical properties were performed on welded before and after heat treatment in cross section of welds joint. The results showed that post-weld heat treatment causes abnormal grain growth turns destructive effect on the mechanical properties, while formation of fine and uniform precipitation recovery strength and ductility of welds joints. It is found heat treatment based on T6-7075 and T6-2024 procedure has highest and lowest impact on the restore of weld strength. Tensile test indicate that fracture occurred on the interface between TMAZ and HAZ in retreating side (7075) at as-weld joint, if that failure happens in the stir zone by applying PWHT. Surface fracture suggested fractures in PWHT samples are predominantly inter-granular, while in as-weld joint the fractures of joints are mostly trans-granular.

    Keywords: Friction Stir Welding, Heat treatments, Microstructure, Mechanical properties
  • M. Abasi Baharanchi*, S. B. Askari Pages 13-29

    In the present Study, a dissimilar joint of carbon steel sheet EN 10025 with 316 L has been welded by FSW and the welding parameters were optimized by RSM software method. For investigation of mechanical properties and microstructural analysis carried out by using optical, scanning electron microscopes with EDS analysis, tensile and hardness test of different area of joints, SZ, TMAZ, HAZ, their interfaces and Base metal. The optimized result were shown that best of joints within maximum strength (UTS) 312 MPa by rotational speed 950 rpm, transverse speed 90 mm/min and tool angle 3° was achieved. The failures were happened at base metal of EN 10025 to advancing side. Metallographic results were shown that grain size at SZ is 10 to 20 time more reduced caused improved of mechanical properties. Also chemical analysis and hardness result on welded samples by optimized parameters were shown that quite good mixing was happened at SZ.

    Keywords: friction stir welding, EN 10025, 316 L, mechanical properties
  • A. Abdollahzadeh*, A. Shokuhfar Pages 31-44

    In this study, friction stir butt welding of Mg and Al alloys with applying Zn interlayer was performed. To obtain optimum condition, a combination of two travel and three rotation speeds were selected. Mg-Zn and Mg-Al-Zn IMCs, Al solid solution and residual Zn, were the most common phases in the stirred zone, which eliminated the formation of Al-Mg intermetallics. The maximum mechanical properties were achieved for the joint fabricated at 35 mm/min and 600 rpm, caused to 24% improvement in tensile strength and around 3 times enhancement of elongation compared with Zn free sample FSWed at the same conditions. The fracture micrographs were consistent with corresponding ductility results. Fracture surfaces of Zn-added samples presented a fine texture with a mixture of brittle and ductile fracture feature, which was different from the coarse cleavage plane and fully brittle fracture of the joint without Zn interlayer.

    Keywords: Friction stir welding, aluminum alloy, Magnesium alloy, Zn Interlayer, Microstructural characteristics, Mechanical properties
  • A. Izadpanahi*, M. Mahdavi Shahri, M.S. Abravi Pages 45-50

    This paper introduces a novel soldering method for joining aluminum foams to aluminum plates. In this method, a rotating aluminum plate is soldered to the aluminum foam using zinc-based solder material. Rotation of the aluminum plate over the solder material drags the solder material and stirring it. Excellent tensile strength was obtained compared to those samples that are welded with the soldering flux but with no rotation involved. It was concluded that the stirring of the zinc-based solder material in the liquid state and just before the solidification break the oxide layers and help the wetting process done. Scanning electron microscope examinations showed diffusion has occurred between the solder alloy both the aluminum foam and the aluminum plate.

    Keywords: soldering, sandwich panel, close cell foam, flux-less, aluminum foam
  • M. Sabokrouh* Pages 51-61

    Shield metal arc welding on the high strength low alloy steels in pipelines to transport natural gas from Iran is of great importance. In this article the effects of annealing heat treatment on properties of multi pass welding in different situations (6-4:30 , 4:30-3 , 3-1:30 , 1:30-12) with 36 in outside diameter is evaluated by chemical,  metallography, tensile, toughness and hardness. Tensile test results showed the lowest yield strength (Vertical to weld and in position 6-4:30) equal to 348 MPa, and the lowest energy impact (Vertical to weld and in position 1:30-3) equal to 108J. The impact energy alignment to weld had a rate of 12 percent increase before the heat treatment. The amount of hardness variation in different areas and positions is negligible (less than 5 percent). Images of metallographic test made by light and electron microscopes demonstrated that the amount of perlite cap pass weld and heat affected zone near the weld metal were decreased compared to main metal to respectively 29 and 8 percent. The elongation weld of was increased ratio than before the heat treatment in base metal respectively 75 and 23 percent. The increase rate of C, V and Ti in the weld zone according to base metal in situation of 3-4:30 are respectively 0.02, 0.003 and 0.006.

    Keywords: Annealing, High strength low alloy steel, Gas pipeline, Girth weld
  • M. Toghraei Semiromi, M. Mosallaee Pouryazdi*, M. Kalantar, A. Seifoddini Pages 63-75

    In the present study, effect of Ni alloying element on the characteristics of deposited weld metal of E7018-G electrode was evaluated. Therefore, electrodes contained different amounts of Ni (0-1.7wt.%) were designed, manufactured and welded via SMAW process. Microstructural studies revealed dichotomy effect of Ni on the deposited weld metal microstructure, i.e. increasing the Ni content up to 1.2wt.% improved the formation of acicular ferrite in the weld metal microstructure and caused significant grain refinement at the reheated zone of weld metal. While, higher Ni content (>1.2wt.%) resulted in some raising in the widmannstatten ferrite content in the weld metal. Strength multiplied by impact energy parameter (UTS×CVN) was used for mechanical properties assessment. Mechanical properties evaluation revealed the highest UTS×CVN parameter achieved in the weld metal contained 1.2wt.% Ni. Hardness of the weld metal increased with increasing Ni content which is related to the formation of micro constituents in the microstructure of weld metal and increasing their content with increasing Ni content.

    Keywords: E7018-G, microstructure, ferrite, impact, strength
  • J. M. Milani*, T. Saeid Pages 77-91

    In the present study, effect of inclusions characteristics changing on the formation of acicular ferrite in submerged arc welding of API5l-X65 low alloy steel was investigated. Three different welding fluxes with different chemical composition and basicity index of 0.72, 0.82 and 0.99, and two different welding heat inputs of 1.6 kJ / mm and 2.4 kJ / mm were used to create inclusions with different characteristics such as chemical composition and size. The results indicate that inclusions acting as acicular ferrite nucleation sites and improvement of the microstructure and resulted mechanical properties, can be observed in welding conditions in which the welding flux with lowest basicity index and higher welding heat input. Under these conditions, the percentage of inclusions with a high titanium oxide value and size range of 0.5 to 1.5 micrometers is increased, which increases the amount of acicular ferrite in the microstructure. However, in other welding conditions, formation of grain boundary ferrite reduces amount of acicular ferrite and weakens mechanical properties of weld metal compared to the base metal.

    Keywords: Acicular Ferrite, Inclusions, Submerged Arc Welding, Low Alloy Steel
  • M. Afzali, R. Dehmolaei*, E. Hajjari Pages 93-104

    The effect of electromagnetic vibration on the microstructure and impact toughness of API-X70 steel weld metal was investigated. The welding was carried out by gas tungsten arc welding process and using filler metals including ER80S-G and ER309L. Electromagnetic vibration under voltages 0- 30 volts concurrent with welding was applied. The microstructure of the base and weld metals using optical microscope and SEM was studied. The impact energy of weld metals at TR, 0°C and -20℃ using charpy impact test was measured. Microstructural investigations revealed that applying electromagnetic vibration have caused the finer and more uniform of Martensitic-Austenitic (MA) islands in the ER80S-G weld metal . The results showed that, due to electromagnetic vibration, the microstructure became finer and the average size of dendrites in the ER309L weld metal decreased from 18.19 to 8.01 μm.. The impact test result, illustrated that the applied vibration cause improvement of impact energy of weld metals at different temperature (TR, 0°C and -20℃). It was found that with vibration under 30V, impact energy of ER80S-D weld metal in TR, 0°C and - 20℃ was increased equal to 53, 29 and 36 percents, respectively. Besides for ER309L weld metal, the impact energy in TR and -20℃ was increased equal to 18 and 5 percents, respectively. (TR= Room Temperature).

    Keywords: Electromagnetic Vibration, toughness, MA Islands, Acicular Ferrite, API-X70 steel
  • H. Anhari, A. H. Meysami*, I. Fakhari Golpayegani Pages 105-116

    In this paper experimentally, the friction-stir welding of the polypropylene sheets with 40% glass fiber has been investigated. Comparison to other welding methods, the strength of the joint is the most important feature in this process. Many parameters such as tool geometry, rotational speed, linear velocity, and tilt angle are very important as input parameters in this type of welding. Therefore, in the present study, the effect of these parameters on the friction-stir welding of the polypropylene composite sheets have been extracted. Experiments are based on the Taguchi method and the orthogonal L9 array that are suitable for three-level designs. Statistical analysis have been performed as variance (ANOVA) and signal-to-noise ratio. Based on the results, the tool with a screw cone-cylindrical pin has a better apparent quality and higher tensile-shear strength. Results analyze show the rotational speed has the most significant effect on the tensile-shear strength and appearance of the weld. The joint with maximum tensile strength is obtained at rotational speed of 1000 rev/min, welding speed of 20 mm/min and tilt angle of 1 degree.

    Keywords: Friction-Stir welding, Polypropylene composite, Glass fiber, Tensile-shear strength
  • M. Sameezadeh, M. Vaseghi, H. Zafari Pages 117-123

    In this paper, failure mechanism of a 17th stage blade of an 82.5 MW steam turbine that caused damage to the internal turbine compartment and the adjacent blade equipment has been studied. In order to determine the cause of failure and prevent similar events, various metallurgical and mechanical investigations including chemical composition analysis, metallography and microstructural analysis, fractography using scanning electron microscope and hardness and tensile tests were carried out. The initial results showed that the alloy had a chemical composition, microstructure and mechanical properties in the acceptable range, and the fracture failure was not due to the mechanical and metallurgical degradation during the service. The results of the fractography indicate high cycle fatigue as the main mechanism of the failure and shows that the fatigue crack has initiated from the adjacent hole relative to the vibration damped wire near to the brazing region on the blade, due to inadequate quality and incomplete connection of the brazing and its stress concentration effect the hole, which eventually has propagated and reached a critical level, and a sudden failure of the blade has occurred.

    Keywords: Steam Turbine Blade, Failure Analysis, Fatigue, Brazing
  • R. Narimani, M. Eliasi*, M. Hosseinzadeh, H.Aghajani Derazkola Pages 125-136

    Dissimilar joint with good quality and mechanical properties is one of the major problems the industries. One of the most commonly used methods to solve this problem is friction stir welding process. In this paper two different tool pin with simple cylindrical and screwed profile were used to finding optimization of friction stir welding parameters to reach best mixing flow, composite structure and maximum tensile strength in dissimilar joint between AA6065 aluminum alloy and pure copper. In this research 1130 rpm tool rotation, 24, 40 and 65 mm/min travelling speed, 0.3 mm plunge depth and 3o tool tilt angle were carried out. The results shows that internal material flow that produced with screw pin was better than simple cylindrical in constant process parameters. According to the results, at lower tool travelling speed the strength of joint increases. The tensile test results revealed the maximum strength of joint of screw pin was 345MPa with 2.6mm elongation and simple cylindrical pin was 272MPa with 2.2mm elongation which welded with 1130 rpm and 24 mm/min travelling speed.

    Keywords: Dissimilar Joint, Friction Stir Welding, Tool Pin Profile, AA6065 Aluminum Alloy, Pure Copper
  • R. Tamas Gavabari, A. Ebrahimi∗, S. M. Abbasi, A. Yazdipour Pages 137-149

    In this research, the effect of vibration at the resonant range (75 Hz) on the hardness and tensile strength of AA5083- H321 aluminum alloy, were welded by gas metal arc welding (GMAW) investigated. Vibration forces were ranged from 850 N to 2200 N, under identical welding parameters. Tensile strength and hardness testing of welded samples were performed. After mechanical tests, the fracture surfaces of welds were examined using scanning electron microscope (SEM) and discussed. The results showed that with increasing vibration force, the tensile strength and fracture strength of the specimens were welded during vibration, were increased by about 3 and 9 percent, respectively, compared to the non-vibrated weld sample. However, no significant change was observed in the hardness of the welded specimens. Mean grains size and heat affected zone of the sample was welded was welded with conventional GMAW, were about 200 μm and 1800 μm, but due to inducing vibration, as vibration force increased from 850 N to N 2200 N, Mean grains size was reduced to about 75 μm and HAZ was reduced from about 1000 μm to 700 μm, that is, about 44 to 61%.

    Keywords: Vibration Weld Conditioning (VWC), Aluminum Alloy Welding, Hardness Test, Tensile Strength, 5083Aluminum Alloy