فهرست مطالب

علوم و فناوری جوشکاری ایران - سال پنجم شماره 2 (پاییز و زمستان 1398)
  • سال پنجم شماره 2 (پاییز و زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/10/11
  • تعداد عناوین: 12
|
  • سینا قادری، فتح الله کریم زاده*، علی اشرفی صفحات 1-11

    در این پژوهش به بررسی تاثیر زمان و ساختار فلز پایه بر ریزساختار منطقه اتصال فاز مایع گذرای فولاد زنگ نزن L304 پرداخته شده است. اتصال فاز مایع گذرا در دمای  °C1050 در دو زمان 5 و 60 دقیقه بر روی فلزات پایه با دو ساختار آستنیت درشت دانه و مارتنزیتی و با لایه واسط BNi-2 انجام گرفت. جهت ایجاد ساختار تمام مارتنزیتی، نمونه های فولاد زنگ نزن L 304 اولیه در دمای  °C15- تا 80% نورد سرد شد. بررسی های میکروسکوپی نشان داد که در زمان 5 دقیقه، در ناحیه اتصال دو منطقه انجماد همدما و انجماد غیرهمدما به وجود آمده است. ناحیه انجماد همدما دارای ساختار تکفاز γ و منطقه انجماد غیرهمدما دارای ساختار چندفازی پیچیده ای بود. این در حالی است که پس از 60 دقیقه، تمام ساختار اتصال به صورت همدما انجماد یافته بود و اتصالاتی عاری از عیب حاصل شد. نتایج همچنین نشان داد که ساختار مارتنزیتی فلز پایه که البته در حین سیکل حرارتی جوشکاری به آستنیت فوق ریزدانه بازگشت می یابد تاثیر قابل ملاحظه ای بر عرض ناحیه متاثر از نفوذ داشته است.

    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن304L، اتصال فاز مایع گذرا، نفوذ، انجماد همدما، ناحیه متاثر از نفوذ
  • سعید شادکام، اسلام رنجبرنوده*، مهدی ایرانمنش صفحات 13-25
    جوشکاری به طور گسترده ای در صنایع برای مونتاژ محصولات مختلف مانند کشتی، اتومبیل، قطار و پل استفاده می شود. اعوجاج جوش اغلب نتایجی مانند عدم دقت ابعادی در طول مونتاژ و افزایش هزینه های ساخت را درپی دارد. بنابراین، پیش بینی و کاهش اعوجاج جوش برای بهبود کیفیت سازه جوش داده شده بسیار مهم است. در این مطالعه پیش بینی اعوجاج ابتدا با استفاده ترکیب آنالیز المان محدود حرارتی الاستیک - پلاستیک و روش الاستیک که بر اساس تئوری تغییرشکل های ذاتی است، توسعه داده شد. پس از آن تغییرشکل های ذاتی اتصالات جوشی در طول پروسه جوشکاری پانل بزرگ بدست آمد و خصوصیات آن مورد بررسی قرار گرفت. پس از بدست آوردن تغییرشکل های ذاتی از روش سودمند الاستیک جهت آنالیز اعوجاج پانل بزرگ استفاده شد. در نهایت تاثیر ترتیب جوشکاری بر روی اعوجاج پانل بزرگ بررسی شد. نتایج آنالیز الاستیک اعوجاج هایی را در لبه های پانل و مناطق داخلی آن نشان داد، که با تغییر ترتیب جوشکاری تقویتی های پانل به یک ترتیب جوشکاری متقارن می توان این اعوجاج ها را کاهش داد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی جوش، روش الاستیک، پانل تقویت شده، ترتیب جوشکاری، اعوجاج
  • نیما مارچین، عبدالرضا سلطانی پور*، خسرو فرمنش صفحات 27-37
    در این پژوهش تاثیر سرعت پیشروی ابزار بر رفتار مکانیکی آلیاژ Al-7075 در حین عملیات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی شبیه سازی شد. در این شبیه سازی از روش لاگرانژی با ماده صلب- ویسکو پلاستیک استفاده شد. نتایج حاصل از دمای فرایند بدست آمده از روش شبیه سازی با انجام آزمون تجربی جوشکاری صحت سنجی شد و با استفاده از روابط مشخصه تنش، کرنش و دما در آلیاژ Al-7075 تغییرات و رابطه بین استحکام ماده و سرعت پیشروی در حین فرایند جوشکاری توسط شبیه سازی مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از شبیه سازی بوجود آمدن عیوب در حین جوشکاری نیز بررسی شد و توسط آزمون های تجربی مورد صحت سنجی واقع شد.
    کلیدواژگان: Al-7075، فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، شبیه سازی، استحکام، اتصال جوش سالم
  • نگار رحیمی، توحید سعید* صفحات 39-50
    در این تحقیق تغییرات عمق نفوذ و ریزساختار و ریزسختی جوش فولاد زنگ نزن L316 در سه حالت TIG، A-TIG و FB-TIG مطالعه و با یکدیگر مقایسه گردید. پس از انتخاب فلاکس بهینه تاثیر آن بر عمق نفوذ، ریزساختار و میکروسختی جوش فولاد زنگ نزن L316 جوشکاری شده به روش های A-TIG و FB-TIG بررسی و با نمونه TIG مقایسه گردید. مشاهده شد عمق نفوذ و نسبت عمق به عرض در روش FB-TIG نسبت به دو روش دیگر اندکی بیش تر است. همچنین در روش A-TIG در خط مرکزی جوش وسعت دندریت های هم محور مرکزی نسبت به روش FB-TIG کاهش یافته است. بررسی میکروسختی این سه نمونه نشان داد که سختی خط مرکزی جوش در A-TIG و FB-TIG بیش تر ازTIG است.
    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن 316، A-TIG، FB-TIG، عمق نفوذ، ریزساختار، میکروسختی
  • سجاد امامی، توحید سعید* صفحات 51-59
    جوش بدون درزی بر روی ورق 2 میلیمتری فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 با روش جوشکاری همزن اصطکاکی با سرعت چرخشی 400 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 50 میلیمتر بر دقیقه ایجاد گردید. مشاهدات ریزساختاری توسط میکروسکوپ نوری نشان داد که اصلاح ریزساختاری شدیدی در ناحیه جوش صورت گرفته است. همچنین، نتایج حاصل از آزمون پراش الکترون های برگشتی (EBSD) نشان داد که کسر بزرگی از مرزدانه های کوچک زاویه با وقوع بازیابی دینامیکی در ناحیه متاثر از عملیات ترمومکانیکی و کسر بزرگی از مرزدانه های بزرگ زاویه با وقوع تبلور مجدد دینامیکی در ناحیه همزده توسعه یافته اند. تصویر قطبی صفحات 100 نشان داد که اجزای بافت برشی  A*1 و  A*2 در ناحیه همزده بوجود آمده است.
    کلیدواژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی، فولادهای زنگ نزن، بازیابی دینامیکی، تبلور مجدد دینامیکی، بافت برشی
  • نبرد حبیبی*، حسن اسکندری صفحات 61-75
    اتصالات لوله ای جوشکاری شده به دلیل کارایی بالا در مقابل فشار، خمش و پیچش بهطورگسترده ای در اتصالات سازه های متنوعی در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند.سازه های جوشکاری شده جزو قسمتهای اصلی کشتیها، ساختمانها، پلها، لوله های انتقالگاز، مجراهای فشار و تجهیزات انتقال قدرت در صنایع کشتی سازی، ساختمان سازی، نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاه ها میباشند. نمونه ای از اتصالات جوشی لوله ای، اتصال صلیبی می باشد که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است.هدف اصلیکارحاضربررسیتوزیع حرارت وتنش هایپسماندناشی از فرآیند جوشکاری سه مرحله ای دریک اتصال صلیبی از جنسSt52 با استفاده از نرم افزار تخصصی Simufact Welding می باشد. فرآیندجوشکاریشاملسه مرحله جوشکاری با الکترود دستی است. مدل اجزاء محدود شامل خواص حرارتی و مکانیکی فلز پایه و فلزجوش به صورتتابعی از دما است. همچنیناز ابزارهایپیشرفته مدلسازی مانند انطباق شبکه در طول فرایند و شبکه بندی سازگار با محل جوشکاری، تولد و مرگ المان وحرکت منبعحرارتیاستفاده شده است. شبیه سازی نشان داد که تنشهای پسماند قابلتوجهی در اتصال بعد از جوشکاری ایجاد
    می شود. مقایسهنتایج نشان میدهد که نتایجعددی و اندازهگیریهای تجربی تطابق خوبی با یکدیگر دارد و مدل موجود میتواند پیشبینیخوبی از توزیع دما و تنشپسماند در اینفرآیندجوشکاری داشته باشد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی جوش، منبع حرارتی، شبکه بندی انطباقی و سازگار، Simufact Welding، توزیع دما، تنشپسماند
  • مجید بلباسی*، مهرداد رضایی صفحات 77-88
    امروزه علاوه بر ایجاد اتصال با روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، فرآیند کامپوزیت سازی نیز همزمان نیز صورت می گیرد. هدف اصلی تحقیق حاضر بررسی اثر هندسه پین بر خواص نانوکامپوزیت آلومینیم6061-آلومینا ایجاد شده به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی است. بدین منظور انجام جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با انتخاب پنج نوع هندسه پین بر روی آلیاژ آلومینیوم6061 که ذرات Al2O3 در آن جاگذاری شده انجام گردید و نمونه ها با استفاده از آزمون های کشش، سختی سنجی، میکروسکوپ نوری و الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. پین شش ضلعی منتظم به علت داشتن شش صفحه صاف و حرکت ضربه ای در حین چرخش، اغتشاش مناسبی را ایجاد کرده که باعث ایجاد بیشترین استحکام کششی و درصد ازدیاد طول به ترتیب به مقدار  MPa 198و 25/10 و کمترین اندازه دانه 3/13 میکرون شده است. در نمونه جوشکاری شده با پین استوانه ای رزوه دار به علت عدم ضربه در حین چرخش، سیلان نامناسب ذرات تقویت کننده و تجمع آن در محل اغتشاش، کمترین استحکام کششی و درصد ازدیاد طول به ترتیب به مقدارMPa  5/133و 95/1 درصد حاصل گردید.
    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، هندسه پین، آلومینیوم 6061، ذرات Al2O3
  • سیده زهرا انوری*، محمد رضا الهی صفحات 89-102
    آلیاژهای منیزیم به دلیل داشتن خواصی مانند استحکام ویژه مناسب، وزن کم و خواص مکانیکی مطلوب کاربردهای زیادی را به خود اختصاص داده اند. آلیاژ AZ31 از نظر جوش پذیری نسبت به سایر آلیاژهای منیزیم وضعیت مناسب تری دارد بنابراین کاربرد بیشتری نسبت به سایر آلیاژهای منیزیم دارد. در این بررسی از روش جوشکاری TIG و TIG پالسی به منظور جوشکاری و اتصال آلیاژ AZ31 استفاده شد و در نهایت ریزساختار و خواص مکانیکی نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، آزمون کشش و میکروسختی سنجی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در ناحیه جوش رسوبات  β-Mg17Al12 تشکیل شده است و گرمای ورودی اندازه دانه ها را تحت تاثیر قرار داده و منجر به تغییر در خواص مکانیکی شده است. نمونه جوشکاری به روش TIG با جریان A50 و فرکانس Hz60 بیشترین استحکام(MPa226) را در میان نمونه های جوشکاری شده به روش TIG و TIG پالسی دارد. در میان نمونه های جوشکاری شده به روش TIG پالسی نمونه جریان پیک A75 و جریان زمینه A35 بیشترین استحکام(MPa109) را دارد.
    کلیدواژگان: آلیاژ منیزیم AZ31، جوشکاری قوس تنگستن تحت پوشش گاز محافظ (TIG)، خواص مکانیکی
  • محمد عمادی*، حسین مستعان، مهدی رفیعی صفحات 103-121
    در این پژوهش، ریزساختار و خواص خوردگی جوشکاری غیرمشابه سوپر آلیاژ اینکونل 625 به فولاد زنگنزن فریتی 430 با استفاده از لیزرNd:YAGضربانی با توان متوسط 700 وات به صورت اتصال لبه روی هم مورد بررسی قرار گرفت.فولادهای زنگنزن آستنیتی نسبت به فولادهای فریتی گران قیمت تر است و لذا با توجه به اینکه فولادهای زنگ نزن فریتی دارای خواص مغناطیسی هستند و قیمت بسیار کمتری دارند و اگر درجایی نیاز باشد که فلز پایه علاوه بر خواص فولادهای زنگ نزن خاصیت مغناطیسی را نیز داشته باشد در صنعت جایگزین خوبی بجای فولاد آستنیتی است. پس از جوشکاری، ریزساختار مناطق مختلف اتصال بهینه که شامل فلز جوش و مناطق متاثر حرارت بود، با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل شده نشانگر تشکیل ساختار دندریتی بسیار ظریف در فلز جوش بود که در جهات مختلف بصورت رقابتی رشد کرده اند. در فصل مشترک فلز پایه فولاد زنگ نزن فریتی و فلز جوش رشد اپی تکسیال مشاهده شد و در ناحیه متاثر از حرارت اینکونل 625، هیچ تغییری در ابعاد دانه ها مشاهده نشد. رفتار الکتروشیمیایی فلز جوش در محلول 5/3% وزنی سدیم کلرید در دمای اتاق با استفاده از پلاریزاسیون پتانسیودینامیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقاومت در برابر خوردگی به ترتیب از سمت فلز پایه فولاد زنگ نزن فریتی 430 به سمت اینکونل 625 افزایش مییابد.
    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن فریتی 430، اینکونل 625، خواص خوردگی، خواص متالورژیکی، جوش لیزرNd:YAG
  • محمد چیانی*، مسعود عطاپور صفحات 123-134
    در این تحقیق رفتار خوردگی اتصال آلیاژ Ti-6Al-4V به روش جوشکاری اصطکاکی همزنی  با سرعت چرخش 375 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 100 میلمتر بر دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. جوشکاری این آلیاژ زیر دمای دگرگونی β انجام شد که متشکل از ساختار هم محور در ناحیه همزنی است. رفتار خوردگی این آلیاژ جوشکاری شده در محلول NaCl 5/3% در دماهای 37،25 و 80 درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. منحنی های پتانسیودینامیک در محلول NaCl 5/3% در دمای 80 درجه سانتیگراد یک رفتار گذار رویین و فعال را نشان دادند. تجزیه و تحلیل سطوح نمونه ها پس از انجام آزمون های الکتروشیمیایی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که در این آلیاژ، فاز β به طور عمده در هر سه دمای مذکور خورده شده است، با این حال، میزان این خوردگی در نمونه های مربوط به دمای 80 درجه سانتیگراد بیشتر می باشد.
    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی همزنی، Ti-6Al-4V، خوردگی، پتانسیودینامیک
  • سعید اسدی، توحید سعید*، علیرضا والانژاد، جعفر خلیل علافی صفحات 135-146
    در این پژوهش اتصال غیرهمجنس سیمهای ارتودنسی آلیاژ حافظه دارNiTi به فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304 بررسی شده است. به این منظور، سیم های ارتودنسی رایج با سطح مقطع مستطیلی و ابعاد (635/0 × 432/0 میلی متر) انتخاب و از تکنیک جوشکاری لیزر برای اتصال سیمها استفاده شد. ریزساختار اتصالهای بدست آمده با استفاده از میکروسکوپ نوری(OM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیز EDS و آنالیز پراش پرتو ایکس در مقیاس میکرو (Micro-XRD) بررسی شد.  همچنین از تکنیک میکرو سختی سنجی ویکرز برای ارزیابی خواص مکانیکی منطقه جوش استفاده شد. بررسی های ریزساختاری نشان داد، ریزساختار حاصل از جوش لیزر این دو آلیاژ دارای ساختار دندریتی و غیرهمگن می باشد.تشکیل ترکیبات بین فلزی تردFe2Ti، Cr2Ti، TiNi3 و Ti2Ni در حین جوشکاری باعث افزایش سختی منطقه جوش تا حدود 800 ویکرز شد. مشاهده شد تشکیل ترکیبات بین فلزی Fe2Ti عمدتا در منطقه جوش مجاور فصل مشترک ذوب فلز پایه NiTi علت اصلی افزایش شدید سختی این منطقه و درنتیجه تمرکز تنش، تشکیل میکروترک و افت خواص مکانیکی می باشد. بنابرین یک فرآیند اصلاحی مناسب برای کنترل ترکیب شیمیایی منطقه جوش و بهبود خواص اتصال غیر همجنس این دو آلیاژ نیاز می باشد.
    کلیدواژگان: آلیاژ NiTi، فولاد زنگ نزن آستنیتی، سیم ارتودنسی، اتصال لیزر، ترکیبات بین فلزی
  • مجید سبک روح* صفحات 147-155
    در این مقاله، عملیات حرارتی کربوره کردن بر روی جوش حاوی نانو اکسید تیتانیوم و نانو کاربید تیتانیوم  (فولاد گرید ایکس 65 خطوط انتقال گاز) انجام شد. نتایج شارپی نشان میدهد، در نمونه کربوره شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و نانو ذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم)، به ترتیب 6 و 42 درصد افزایش پیدا کرده است. همچنین، استحکام نهایی نمونه کربوره شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم) به ترتیب 20 و 28 درصد افزایشیافته است. نتایج نشان میدهد، در هردو نمونه کاربوره شده نانو آلیاژی میزان عمر خستگی افزایشیافته است. همچنین، میزان عمر خستگی در نمونه تمپر شده نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به اکسید تیتانیوم، افزایش بیشتری داشته است. نتایج آزمون خستگی نشان می دهد، در نمونه کربوره شده حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه کربوره شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم، میزان عمر خستگی (بار 150 نیوتن) به میزان 20 درصد افزایش پیدا کرده است. در این بارگذاری عمر خستگی (نمونه کربوره شده حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی) 31 درصد افزایشیافته است.نتایج نشان میدهد، در هردو نمونه کربوره شده نانو آلیاژی میزان عمر خستگی افزایشیافته است نتایج آزمون کرنش سنجی سوراخ  نشان میدهد، در نمونه کربوره شده حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه بدون عملیات حرارتی (نانوذرات اکسید تیتانیوم و کاربید تیتانیوم)، تنش پسماند محیطی به ترتیب 9 و 6 درصد کاهش پیدا کرده است.
    کلیدواژگان: نانو جوشکاری، کربوره کردن، خستگی، تنش پسماند، مقاومت به ضربه
|
  • S. Ghaderi, F. Karimzadeh*, A. Ashrafi Pages 1-11

    In the present study, the effect of time and base metal microstructure on the Transient Liquid Phase (TLP) bonding of 304L stainless steel was studied. TLP was performed at 1050 0C for 5 and 60 minutes on the coarse grain austenitic and martensitic microstructure using BNi-2 interlayer. To prepare martensitic microstructure, as-received 304L was rolled at -15 0C up to 80% rolling reduction. TEM analysis was proved that the microstructure of 80% rolled samples consisted of two different morphologies of martensite namely as lath-type and dislocation cell type martensite.  It was observed that the structure of bonded zone after 5 min has consisted of isothermally solidified zone (ISZ) containing γ solid solution and athermally solidified zone (ASZ) containing complex boride phases. Meanwhile, after 60 min of  heating, the structure of bonded zone completely solidifies isothermally. The obtained results also showed that the martensitic microstructure considerably effect on the width of diffusion affected zone (DAZ) which was related to the reversion of martensite to ultrafine grain austenite during heating.

    Keywords: AISI 304L stainless steel, Transient liquid phase bonding, Diffusion, Isothermal solidification, Diffusion affected zone
  • S. Shadkam, E. Ranjbar Nodeh*, M. Iranmanesh Pages 13-25
    Increasingly, Welding is used in industry for assembled various products, such as ships, cars, trains and bridges. Welding distortion often results such as lack of accuracy during assembly and will have increases manufacturing costs. So, predict and reduce welding distortion is very important to improve the quality of welded structures.  In this study, firstly, a prediction method of welding distortion, which merges thermo-elastic-plastic finite element method (FEM) and large deformation elastic FEM based on inherent strain theory, was developed. Secondly, the inherent deformations of weld joints in a large thin plate panel structure were calculated using the thermo-elastic-plastic FEM and their specifications were also examined. Then, using the obtained inherent deformations, the usefulness of the proposed elastic FEM was demonstrated through the prediction of welding distortion in the large thin plate panel structures. Finally, the influences of welding sequence on distortion were investigated. The results of elastic analysis shows distortion in edges and interior parts of the panels, that can be reduced by changing welding sequence to symmetrical welding sequence.
    Keywords: Welding simulation, Elastic method, Reinforced panel, Welding sequence, Distortion
  • N. Marchin, A.R. Soltanipoor*, K. Farmanesh Pages 27-37
    In this study, the effect of tool's advance velocity on the mechanical behavior of the Al-7075 alloy during friction stir welding was simulated. In this simulation, the Lagrangian method with rigid-Visco-plastic material was used. The results of the process temperature obtained by the simulation method were verified by the experimental welding test. Using the characteristic stress, strain and temperature relationships in the Al-7075 alloy, the changes and the relationship between the material strength during the welding process by simulation was studied. The generated simulation defects was verified by experimental test.
    Keywords: Friction Stir Welding, finite element, strength, aluminum alloy 7075
  • N. Rahimi, T. Saed* Pages 39-50
    In this study the effect of activating fluxes on the penetration depth, microstructure and microhardness of AISI316L austenitic stainless steel were evaluated by three TIG process variations (TIG, A-TIG and FB-TIG) and the results were compared together.. After selecting the optimal flux in the second stage, the effect of that on the penetration depth, microstructure and weld microhardness of  welded 316L austenitic stainless steel by A–TIG and FB-TIG methods, were evaluated and  the results were compared by the sample which was welded by TIG process. At this stage, it was found that the depth and width to depth ratio in FB-TIG method is slightly greater than the other two methods. Also in FB-TIG method, eqiaxed dendritic zone in the center line of weld is slightly greater than in A-TIG method. Study of microhardness of weld in three methods shows that in A-TIG and FB-TIG methods hardness of center line is more than TIG method.
    Keywords: 316L austenitic stainless steel, A-TIG, FB-TIG, penetration depth, microstructure, microhardness
  • S. Emami, T. Saeid* Pages 51-59
    Friction stir welding (FSW) was conducted on AISI 304 austenitic stainless steel plate with 2 mm thickness. The FSW was performed at a welding and rotational speeds of 50 mm/min and 400 rpm, respectively. Microstructure observations by the optical microscopy showed that a severe grain refinement occurred in the stir zone (SZ). Electron backscattered diffraction analysis (EBSD) results indicated that high fraction of low angle grain boundaries (LAGBs) developed in the thermo-mechanically affected zone (TMAZ) through the occurrence of the dynamic recovery. Moreover, in the path from the TMAZ towards the SZ, the fraction of high angle grain boundaries (HAGBs) increased with decreasing the fraction of LAGBs through the occurrence of continuous dynamic recrystallization (CDRX). 100 Pole figure showed the formation of shear texture components of A*1 and A*2 in the SZ which implied the occurrence of CDRX mechanism.
    Keywords: Friction stir welding, Stainless steels, Dynamic recovery, Dynamic recrystallization, Shear texture
  • N. Habibi*, H. Eskandari Pages 61-75
    Welded tubular joints are widely used in various industry structures for high efficiency subjected to pressure, bending and twisting.Welded structures are the main parts of structures, buildings, bridges, gas pipes, pressure vessels and power transmission equipment in the ship building, construction, oil, gas, petrochemical industries and power plants.A sample of pipe-welded joints is a X-tubular joint that has been investigated in this study.The main objective of the present work is to investigate the heat transfer and residual stress caused by the three-stage welding process in X-tubular joint made of St52 using Simufact Welding software.The welding process involves three welding steps using arc welding. The finite element model contains the thermal and mechanical properties of base metal and welding metal as a function of temperature.Also, advanced modeling tools such as mesh adaptation during the process and meshing compatible with the welding site, the birth and death technique of the element and the source of heat transfer have been used.Welding simulation showed that significant residual stresses were created in the joint after welding. Comparison of the results shows that the numerical results and empirical measurements are in good agreement with each other and the existing model can provide a good prediction of temperature distribution and stress control in this welding process.
    Keywords: Welding simulation, Adaptive, compatible mash, Simufact welding, Temperature distribution, Residual stress
  • M. Belbasi*, M. Rezae Pages 77-88
    Today in addition to Join by friction stir welding, the composite fabrication process is also performed simultaneously. The main purpose of the present research is to investigate the effect of pin geometry on the property of Aluminum 6061- alumina nanocomposite created by friction stir welding. For this purpose friction stir welding was carried out by selecting five types of pin geometries on Aluminum 6061 in which Al2O3 particles were deposited and the samples were examined by tensile and hardness tests, optical and electron microscope. Samples were investigated by tensile and hardness test, optical and electronic microscopy. Regular hexagonal pins due to having six smooth face and impulsive movement during rotation, caused a good perturbation which resulted in maximum tensile strength and elongation percentage of 198 MPa and 10.25 and minimum grain size of 13.3 micron, respectively. In the sample welded by a threaded cylindrical pin due to non-impact during rotation, inappropriate flow of reinforcing particles and its accumulation at perturbation the lowest tensile strength and elongation percentage of 133.5 MPa and 1.95%, respectively, were observed.
    Keywords: Friction stir welding, Pin geometry, Aluminum 6061, Al2O3 particles
  • Seyedeh Zahra Anvari*, Mohammad Reza Elahi Pages 89-102
    Magnesium alloys are very attractive materials owing to their properties of low density, high specific strength and stiffness, good castability, and weldability. AZ31 magnesium alloys in terms of weldability has better situation than the other, so it has more applications than other magnesium alloys. In this study, TIG and pulsed TIG welding method was used to welding the AZ31 alloy and finally microstructure and mechanical properties of welds with metallography, scanning electron microscopy (SEM), tensile test were examined. The results showed that the heat input affected the size of grains that are leading to changes in mechanical properties. Sample was welded with TIG welding with minimum current has maximum strength among the samples both pulsed TIG welding and TIG method. It is observed that with increasing frequency in TIG welding, strength is reduced. Despite the same IP and IB, higher frequency has created a stronger welding. Also increases the frequency leads to more fine-grained samples, resulting in increased strength.
    Keywords: AZ31 magnesium alloy, TIG, Mechanical properties
  • M. Emadi*, H. Mostaan, M. Rafiei Pages 103-121
    Dissimilar weld joints between stainless steels and nickel based super alloys are extensively used in petrochemical, gas and oil applications. These joints jave great challenges from metallurgical transformations point of view. In this research, microstructural evolutions and corrosion behavior of laser weld joint between Inconel 625 and AISI 430 ferritic stainless steel were investigated. Ferritic stainless steels are less expensive and have magnetic properties in comparison with austenitic stainless steels. Scanning electron microscope and optical microscope were used in order to study the microstructures of weld metal and heat affected zone. It was found that fine dendritic microstructuresare formed in the weld metal which  isgrown in a competition manner. An epitaxial growth was observed in the interface between AISI base metal and weld metal. No considerable grain growth was observed in the heat affected zone on Inconel 625. Corrosion resistance of weld joint was investigated in 3.5 % wtNaCl solution using potantiodynamic polarization test. It was concluded that corrosion resistance is increased from AISI 430 base metal toward Inconel 625 base metal.
    Keywords: AISI 430 ferritic stainless steel, Inconel 625, Corrosion properties, Metallurgical features, ND:YAG laser
  • M. Chiani*, M. Atapour Pages 123-134
    In this study, corrosion behavior of Ti-6Al-4V titanium alloy joint by friction stir welding with a rotational speed of 375 rpm and a travel speed of 100 mm/min was investigated. The welding procedure was carried out under β-transus temperature that was consisted of equiaxed grains in the stir zone. The corrosion behavior of the welded joint was investigated in 3.5% NaCl solution at temperatures of 25, 37 and 80 . Microstructure investigation of sample surfaces after electrochemical experiments was conducted using SEM. results revealed that the β phase was mainly corroded at all three testing temperatures, however the corrosion in the sample tested at 80 °C was more considerable.
    Keywords: Friction Stir welding, Ti-6Al-4V, Corrosion, Potentiodynamic
  • S. Asadi, T. Saeid*, A. Valanezhad, J. Khalil Allafi Pages 135-146
    In this research, dissimilar welding of NiTi shape memory alloy to AISI 304 austenitic stainless steel Archwires was investigated. For this purpose, common straight orthodontic archwire with rectangular cross-section and dimensions of (0.635 × 0.432 mm) were selected and the laser welding technique was used to connect the wires. The microstructure, chemical composition and phasesin the weld zone of the joints werestudied with Optical microscopy (OM), Scanning electron microscopy (SEM) equipped with EDS analysis system, focused X-ray diffraction (Micro-XRD).Also, the mechanical properties of the weld zone were investigated by using Vickers microhardness test. Microstructure investigation showed that the obtained microstructure from the laser weld of these alloys has a dendritic and non-homogeneous structure. According to XRD analysis, brittle intermetallic compounds such as Fe2Ti, Cr2Ti, TiNi3, and Ti2Ni wereformed during laser welding in the weld zone. Formation of these brittle intermetallics caused increasing the hardness of the weld zoneabout 800 HV. and decreasing the mechanical properties. Also, Fe2Ti intermetallic particles mainly formed in the weld region near the NiTi fusion zone which results in stress concentration, micro-cracks formation and dropping joints mechanical properties. Therefore, a suitable modification process is required to control the chemical composition of the weld zone and improving the joint properties of dissimilar laser welded archwires of these alloys.
    Keywords: NiTi alloy, Austenitic stainless steel, Orthodontic archwire, Laser welding, Intermetallic compounds
  • M. Sabokrouh* Pages 147-155
    In this article the effects of carburizing heat treatment on girth weld with containing titanium oxide and titanium carbide nanoparticles (X-65 grade of gas pipeline) is evaluated. The charpy results show that in the carburized sample containing titanium oxide and titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample (containing titanium carbide and titanium carbide nanoparticles), has been respectively increased by 6% and 42%. Also, the ultimate strength carburized sample containing titanium oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample (containing titanium oxide and titanium carbide nanoparticles) has been respectively increased by 20% and 28%. The results show that the fatigue life in both carburized nano-alloy samples has been increased. The fatigue life in the carburized sample of titanium carbide nanoparticles has increased more than that of titanium oxide nanoparticles. The fatigue test results show that in the carburized sample containing titanium carbide nanoparticles compared to the tempered sample containing titanium oxide nanoparticles, fatigue life (150-N force) has been increased by 20%. In this loading the fatigue life (tempered sample containing titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample) has been increased by 31%. The results show that the residual stress in both carburized nano-alloy samples has been decreased The hole drilling strain gage results show that in the tempered sample containing titanium oxide oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles compared to the no heat treatment sample (containing titanium oxide nanoparticles and titanium carbide nanoparticles), hoop residual stresses has been respectively decreased by 9% and 6%.
    Keywords: Nano-Welding, Carburizing, Fatigue, Residual stress, Impact strength