Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani
مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Hadi Dorafshan
محمدهادی درافشان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

The Effect of Adding TiO2 Nanoparticles to the Welding Pool in Similar Joint of Aluminum AA5083 by Tungsten-Gas Arc Welding and Evaluation of Joint Properties
One of the most important needs of the industries is the improvement of processes in the bonding of various aluminum alloys. In order to achieve a suitable weld profile with the desired mechanical properties and structure, the biggest challenge is the aluminum alloy joints. The purpose of this study was to investigate the effect of adding TiO 2 nanoparticles on the microstructure, mechanical properties and corrosion properties of the welding metal in a similar bonding of AA5083 aluminum alloy using GTAW process using ER5356 metal filler. In this direction sheets of thickness 2mm were prepared from AA5083 alloy and the connection was made during one pass. To investigate the effect of nanoparticles on weld metal, TiO 2 nanoparticles were added to the weld pool by two methods of coating on ER5356 metal filler and coating on AA5083 base metal. In order to evaluate the microstructure of the optical microscope, scanning electron microscopy and elemental analysis were used. To evaluate mechanical properties, the Vickers micro hardness test, cross-sectional tensile test and shear stress test were used. Also, to investigate the corrosion properties of the welding section, a TOEFL polarization test was used in 3.5% sodium chloride. The microstructural evaluation revealed that the size of the grains in the weld region of the welded samples of nanoparticles was reduced by both methods. Also, microstructural studies showed that microstructure in welding using filler metal containing nanoparticles is more homogeneous than welding with base metal containing nanoparticles. Mechanical properties tests indicate the improvement of mechanical properties such as the hardness and shear strength of the bonded samples with the presence of nanoparticles in the weld metal. It was also observed that the use of TiO 2 nanoparticles improves the corrosion properties of the weld metal. According to the results of this study, bonding of GTAW using nanoparticle filler metal due to the uniform distribution of nanoparticles in the weld pool results in a uniform and homogeneous structure that has the best microstructural, mechanical and corrosion properties. keywords : Aluminum AA5083, TiO 2 nanoparticles, arc welding of tungsten gas, mechanical and corrosion properties.
ازجمله مهم‌ترین نیازهای روزافزون صنایع، بهبود فرآیندها در اتصال آلیاژهای مختلف آلومینیوم است. دراین‌بین دست‌یابی به یک مقطع جوش سالم همراه با خواص مکانیکی و ساختار مطلوب، بزرگ‌ترین چالش در اتصالات آلیاژهای آلومینیوم است. هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر افزودن نانوذرات TiO 2 به حوضچه جوش بر روی ریزساختار، خواص مکانیکی و خواص خوردگی فلز جوش در اتصال مشابه آلیاژ آلومینیوم AA5083 به روش جوشکاری قوسی تنگستن – گاز (GTAW) با استفاده از فلز پرکننده ER5356 است. در این راستا ورق‌هایی به ضخامت 2mmاز آلیاژ AA5083 تهیه گردید و اتصال در طی یک پاس صورت پذیرفت. جهت بررسی تاثیر نانوذرات بر فلز جوش، نانوذرات TiO 2 به دو روش پوشش دهی بر روی فلز پرکننده ER5356 و پوشش دهی بر روی فلز پایه AA5083 به حوضچه جوش افزوده شد. به‌منظور ارزیابی ریزساختاری از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز عنصری استفاده شد. برای ارزیابی خواص مکانیکی از آزمون ریز سختی سنجی ویکرز و آزمون کشش عرضی و آزمون تنش برشی استفاده شد. همچنین جهت بررسی خواص خوردگی مقطع جوش، آزمون پلاریزاسیون تافل در محیط %5/3 سدیم کلرید به‌کار برده شد. ارزیابی ریزساختاری مشخص کرد که اندازه‌ی دانه‌ها در منطقه جوش نمونه‌های جوشکاری شده با نانوذرات با استفاده از هر دو روش کاهش‌یافته است. همچنین بررسی‌های ریزساختاری نشان داد که ریزساختار در جوشکاری با استفاده از فلز پرکننده حاوی نانوذرات نسبت به جوشکاری با فلز پایه حاوی نانوذرات از یکنواختی و همگنی بیشتری برخوردار است. آزمون‌های خواص مکانیکی حاکی از بهبود خواص مکانیکی مانند سختی و استحکام برشی نمونه‌های اتصال یافته با حضور نانوذرات در فلز جوش است. همچنین مشاهده شد که استفاده از نانوذرات TiO 2 سبب بهبود خواص خوردگی فلز جوش می‌شود. با توجه به بررسی نتایج این پژوهش، اتصال جوشکاری تنگستن -گاز با استفاده از فلز پرکننده حاوی نانو ذرات به علت توزیع یکنواخت نانوذرات در حوضچه جوش سبب دستیابی به ساختار یکنواخت و همگن می شود که دارای بهترین خواص ریزساختاری، مکانیکی و خوردگی است. کلمات کلیدی آلومینیوم AA5083، نانوذرات TiO 2 ، جوشکاری قوسی تنگستن گاز، خواص مکانیکی و خوردگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی