بحث :
بحث و تفسیر نتایج تست سختی سنجی:
از تحقیقات گذشته چنان بدست می آید که، اگر درجه حرارت پیشگرمایی برای جوشکاری آلیاژهای کار شده آلومینیوم، از ۱۵۰ درجه سانتیگراد تجاوز کند ممکن است خواص مکانیکی مطلوب آلیاژ با این عمل، کاهش پیدا کرده و دیگر سختی وجود ندارد[۵]. از این رو همانطور که می بینید،در بین نمونه های یک ، دو، سه با افزایش دمای پیشگرمی، سختی تا دمای ۱۵۰ درجه بهبود یافته و با افزایش دمای بیشتر(۲۰۰ درجه) سختی بشدت کاهش می یابد. این کاهش در میزان سختی را می توان اینگونه توجیه کرد که چون نمونه مورد استفاده در حالت بیشینه پیر سختی است، با افزایش دمای پیشگرمی در نمونه ی عملیات حرارتی شده خواص مکانیکی ان از نقطه ی پیک پیرسختی نزول پیدا خواهد کرد و نمونه در وضعیت بعد از پیک سختی (over age) قرار می گیرد و طبیعی است که سختی ان کاهش یابد.

در مورد نمونه های ۴ و ۵ آنچه دیده شد این بود که با افزایش لایه های جوش، سختی از خود کاهش نشان داد. این کاهش در عدد سختی یا به اصطلاح نرم شدن می تواند به این دلیل باشد که افزایش دما در جوشکاری لایه های دوم بر روی لایه ی اول، باعث از دست دادن سختی لایه ی جوش می شود[۱۷]. که این کاهش در نمونه های هفت و هشت با بترتیب دو وسه لایه ی جوش نیز دیده می شود.
همچنین دیده شد که نمونه ها در اثر پیشگرم به سختی بالاتری می رسند که این افزایش در نمونه شش نسبت به نمونه یک دیده می شود.
انچنان که در تحقیقات گذشته ذکر شده، با افزایش سرعت جوشکاری گرمای ورودی به قطعه کار کاهش یافته، که باعث می شود کلیه دانه ها دارای ساختار ریز و هم محوری شوند که این در نهایت باعث افزایش خواص مکانیکی از جمله سختی می شود[۱۸]. بر همین اساس ، همانطور که مشاهده می شود در نمونه های نه،ده و یازده با کاهش سرعت جوشکاری، سختی کاهش می یابد.
در مورد دبی گاز مورد استفاده می توان گفت، افزایش چشمگیر دبی گاز باعث ایجاد یک اغتشاش شدید در حفره ی جوش می شود که باعث ناهمواری در توزیع یکنواخت گاز محافظ می شود[۱۹] .به عبارت دیگر، اگر دبی گاز به اندازه ی کافی کم باشد،گاز محافظ به خوبی توزیع، و وظیفه ی خود را به خوبی انجام می دهد . از طرفی در تحقیق حاضر، سعی بر این شد با کاهش دبی گاز تاثیرات آن بررسی شود. آنچه دیده شد این بود که با کاهش دبی به مقدار lit/min 10 خواص مکانیکی بهبود یافت و بعد از ان ، کاهش مقدار دبی، مخرب بود و سختی کاهش پیدا کرد. این کاهش در میزان سختی شاید به دلیل کمبود گاز محافظ روی سطح نمونه و اکسید شدن سطح نمونه در حین جوشکاری باشد.
نکته ی آخر اینکه ،علت وجود اختلاف اعداد سختی به دست در یک نمونه، به دلیل وجود ناصافی ایجاد شده در سطح جوش است که باعث می شد بعد از فرود فرو رونده ی الماس بر روی نمونه، قطرهای بدست امده با هم برابر نبوده و اعداد سختی در جاهای مختلف یک نمونه ، دقیقا به یک نمونه همگرا نباشد و پس از میانگین گیری در بین چهار عدد بدست امده ،مقدار سختی گزارش شد.

بحث و تفسیر نتایج تست سایش:
یکی از مشکلات و نقایص آلیاژهای الومینیوم که جزء مشخصات آن است، مقاومت به سایش ضعیف آن در مقایسه با فولاد می باشد. برای بهبود این خاصیت آندایزینگ و روکش کاری فلزی قابل اجراست، ولی به سبب اینکه ضخامت این لایه بسیار کم ودر حد چند میکرون است، کاربرد بسیار محدود و کم است. بنابراین تکنولوژی سخت کاری سطحی الومینیم با ضخامت زیاد و چشمگیر نیاز است. در تحقیقات گذشته ثابت شده، افزایش ضخامت لایه ها یا به عبارتی افزایش تعداد لایه ها باعث افزایش مقاومت به سایش در نمونه می شود[۲۰]. از این رو همچنان که در جدول ۴-۲ و نمودار ۴-۱ قابل مشاهده است، با افزایش تعداد لایه ها مقاومت به سایش به وضوح افزایش یافته است. همانطور که در نمودار ۴-۱ مشاهده می شود ، برای نمونه ی شماره چهار با دو لایه سطحی میزان کاهش وزن ۰۰۷۲/۰ گرم و برای نمونه شماره پنج با سه لایه سطحی میزان کاهش وزن ۰۰۳۰/۰ گرم است ، که نسبت به نمونه شماره سه با همین شرایط کاری به وضوح مقاومت به سایش افزایش پیدا کرده است.
همچنین است برای نمونه های شش، هفت و هشت. همانطور که در نمودار ۴-۱ مشاهده می شود، برای نمونه ی شماره هفت با دو لایه سطحی میزان کاهش وزن ۰۱۲۰/۰ گرم و برای نمونه شماره هشت با سه لایه سطحی میزان کاهش وزن ۰۰۳۱/۰ گرم است ، که نسبت به نمونه شماره شش با همین شرایط کاری به وضوح مقاومت به سایش افزایش پیدا کرده است.
علت افزایش مقاومت به سایش، مقاومتی است که در برابر کنده شدن واصطلاحا پوسته شدن لایه در اثر افزایش تعداد لایه ها به وجود امده است[۲۰].
همانطور که در بالا ذکر شد، اگر درجه حرارت پیشگرمایی برای جوشکاری آلیاژهای کار شده آلومینیوم، از ۱۵۰ درجه سانتیگراد تجاوز کند ممکن است خواص مکانیکی مطلوب آلیاژهای آلومینیوم با این عمل، کاهش پیدا کرده و گاهی از بین می روند[۵] از این رو انچنان که مشهود است،در بین نمونه های یک ، دو، سه با افزایش دمای پیشگرمی، مقاومت به سایش تا دمای ۱۵۰ درجه بهبود یافته و با افزایش دمای بیشتر(۲۰۰ درجه) مقاومت به سایش بشدت کاهش می یابد. این کاهش در میزان مقاومت به سایش را می توان اینگونه توجیه کرد که با افزایش دمای پیشگرمی در نمونه الیاژ عملیات حرارتی شده خواص مکانیکی ان از نقطه ی پیک نزول پیدا می کند. نکته ی دیگر اینکه، مقاومت به سایش در نمونه های پیشگرم نشده (نمونه های شش، هفت، هشت) نسبت به نمونه های پیشگرم شده کمتر است یعنی در نهایت پیشگرم کردن نمونه قبل از جوشکاری باعث بهبود خواص سایشی شده است.
همچنین همانطور که در بالا ذکر شد، با افزایش سرعت جوشکاری گرمای ورودی کاهش یافته که باعث می شود کلیه دانه ها دارای ساختار ریز و هم محوری می باشند که باعث افزایش خواص مکانیکی می شود[۱۸]. بر همین اساس ، همانطور که مشاهده می شود در نمونه های نه،ده و یازده با کاهش سرعت جوشکاری، مقاومت به سایش نیز کاهش می یابد.
همانطور که در بالا توضیح داده شد، افزایش چشمگیر دبی گاز باعث ایجاد یک اغتشاش شدید در حفره ی جوش می شود که باعث ناهمواری در توزیع یکنواخت گاز محافظ می شود[۱۹] . انچه در مورد تست های سایش دیده شد این بود که با کاهش دبی به مقدار lit/min 10 خواص مکانیکی بهبود یافت و بعد از ان ، کاهش مقدار دبی، مخرب بود و مقاومت به سایش کاهش پیدا کرد.

بحث و تفسیر تصاویر میکروسکوپ الکترونی:
مشاهده می شود که آثار خراشیدگی و خش بر روی همه ی نمونه ها دیده می شود. بنابراین به نظر می رسد که مکانیزم عمل کننده در سایش کلیه ی نمونه ها از نوع چسبان^[۳۶] نیست ومکانیزم عمل کننده، تماما از نوع سایش خراشان محض^[۳۷] است .در نوع چسبان، حین سایش، ماده ی جدا شده از نمونه ی سایش به سطح تماس دو نمونه می چسبد که موجب ایجاد اثر سایش سیاه رنگی شد. طبق این مشاهده و تصاویر SEM، مکانیزم سایش کلیه ی نمونه ها از نوع سایش خراشان محض است. به طور کلی می توان این گونه نتیجه گیری کرد که عملیات های مختلف، موجب تغییر مقاومت به سایش شد؛ بدون آنکه مکانیزم سایش تغییر کند. همانطور که در شکل ۴-۱ به وضوح قابل مشاهده است، با افزایش تعداد لایه ها، تخریب ناشی از سایش کمتر می شود که این روند در کاهش وزن نمونه ها نیز مشاهده شد. با افزایش تعداد لایه ها حفرات ناشی از ساییده شدن کمتر شده و سطح به حالت مسطح و صاف گراییده می شود. روند ملاحظه شده در دیگر تحقیقات ارائه شده نیز گزارش شده است[۲۱]، که سطح سایش هنگامی که سطح با یک لایه تقویت شده ، به سایش حساس تر می باشد و با افزایش تعداد لایه های تقویت کننده حساسیت کمتر و مقاومت به سایش بهتر می شود.

نتیجه گیری :
می توان گفت با افزایش دمای پیشگرمی تا۱۵۰ درجه سانتیگراد هر دو خاصیت سختی و مقاومت به سایش بهبود چشمگیر پیدا می کند و پس از ان، افزایش دمای پیشگرمی مخرب بود وباعث کاهش در این دو خاصیت شد.
افزایش تعداد لایه های جوش مقاومت سایشی نمونه ها را افزایش داد و سختی نمونه ها از خود کاهش نشان داد. علت افزایش مقاومت به سایش، مقاومتی است که در برابر کنده شدن واصطلاحا پوسته شدن لایه در اثر افزایش تعداد لایه ها به وجود امده است[۲۰]. علت کاهش سختی می تواند به این دلیل باشد که افزایش دما در جوشکاری لایه های دوم بر روی لایه ی اول، باعث از دست دادن سختی لایه ی جوش می شود[۱۷].
با افزایش سرعت جوشکاری خواص مکانیکی از جمله سختی و مقاومت به سایش افزایش پیدا کرد . با افزایش سرعت جوشکاری گرمای ورودی به قطعه کار کاهش یافته، که باعث می شود کلیه دانه ها دارای ساختار ریز و هم محوری شوند که این در نهایت باعث افزایش خواص مکانیکی از جمله سختی و مقاومت به سایش می شود[۱۸].
با کاهش دبی به مقدار lit/min 10 خواص مکانیکی بهبود یافت و بعد از ان ، کاهش مقدار دبی، مخرب بود و سختی ومقاومت به سایش کاهش پیدا کرد.
با مشاهده ی آثار خراشیدگی و خش بر روی همه ی نمونه ها دیده شد که مکانیزم عمل کننده در سایش کلیه ی نمونه ها از نوع چسبان^[۳۸] نیست ومکانیزم عمل کننده، تماما از نوع سایش محض^[۳۹] است . مشاهده شد با افزایش تعداد لایه ها، تخریب ناشی از سایش کمتر می شود که این روند در کاهش وزن نمونه ها نیز مشاهده شد. با افزایش تعداد لایه ها حفرات ناشی از ساییده شدن کمتر شده و سطح به حالت مسطح و صاف گراییده می شود.
پیشنهادات:
پیشنهاد می شود شرایط فوق برای الیاژهای دیگر همچون الیاژ های پرکاربرد سری ۲۰۰۰ مورد بررسی قرار گیرد.
پیشنهاد می شود دیگر خواص مکانیکی الیاژ، مانند خواص کششی ، خستگی و… مورد بررسی قرار گیرد.
پیشنهاد می شود مقاومت به خوردگی آلیاژ در شرایط فوق بررسی و در شرایط مختلف مقایسه شود.
مراجع و منابع:
[۱] معینیان, م., ۱۳۸۲, کلید جوشکاری, چ دوم, انتشارات آزاده تهران, pp. 340-337.
[۲] سیندوکو, ۱۳۸۸, متالورژی جوشکاری چ دوم, مرکز نشر دانشگاه صنعتی, اصفهان, pp. 12.
[۳] کوکبی, ا.ح., ۱۳۸۲, تکنولوژی جوشکاری چ پنجم, انتشارات آزاده با همکاری جامعه ریخته گران ایران, تهران pp. 92.
[۴] معینیان, م., ۱۳۸۲, کلید جوشکاری, چ دوم, انتشارات آزاده تهران, pp. 342.
[۵] معینیان, م., ۱۳۸۲, کلید جوشکاری, چ دوم, انتشارات آزاده تهران, pp. 344.