تقویت اتصالات جوشی با نانوساختار کردن آن‌ها

محققان دانشگاه‌های صنعت نفت آبادان، صنعتی اصفهان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد و درود، با استفاده از مواد نانوکامپوزیتی در ساختار جوش، تلاش کردند خواص اتصال جوشکاری شده را بهبود بخشند. از نتایج این پژوهش آزمایشگاهی می‌توان در صنایع نفت، گاز،پتروشیمی و صنایع دریایی استفاده کرد.

کد خبر: ۱۱۵۴۴۱

تاریخ: ۲۱ تير ۱۳۹۵ - ۰۸:۵۸

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری، جوشکاری یکی از پرکاربردترین روش‌های اتصال قطعات در بسیاری از صنایع محسوب می‌شود. امروزه روش‌های متفاوت جوشکاری ابداع شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از وجوه مشترک روش‌های جوشکاری، ضعف قطعه‌ جوشکاری شده در نقطه‌ اتصال است.
استفاده از روش‌ها و مواد مختلف جهت بهبود خواص و نزدیک کردن خواص نقاط اتصال به خواص فلز پایه بسیار مورد توجه بوده است. با ورود فناوری نانو به این عرصه موفقیت‌های بسیاری به‌دست‌آمده است.
مهندس مهدی فتاحی محقق دانشگاه صنعت نفت آبادان با اشاره به روش جوشکاری قوسی تنگستن گاز خنثی، به‌عنوان یک روش پرکاربرد در صنایع نفت و گاز و صنایع دریایی، هدف از انجام طرح حاضر را بدین‌صورت تشریح کرد: یکی از عوامل تأثیرگذار بر خواص مکانیکی اتصالات جوشکاری شده به روش تنگستن گاز خنثی، فلز پرکننده است. در این پژوهش فلز پرکننده با ریزساختار نانوکامپوزیتی تولید شده و سپس از آن در فرایند جوشکاری استفاده شده است.
فتاحی افزود: روش مورد استفاده در پژوهش حاضر به منظور تولید فلز پرکننده‌ی نانوکامپوزیتی، هزینه‌ بسیار پایین‌تری نسبت به سایر روش‌های تولید دارد. همچنین با استفاده از این روش، نانوذرات با یکنواختی بسیار بالایی در فاز زمینه پراکنده می‌شوند.
وی در خصوص مزیت استفاده از روش اتصال نورد تجمعی نسبت به سایر روش‌های ایجاد ساختار نانوکامپوزیتی گفت: نانوذرات به دلیل انرژی سطحی بالایشان تمایل دارند به یکدیگر بپیوندند و به‌صورت کلوخه شده دربیایند. در روش اتصال نورد تجمعی، به دلیل جامد بودن اجزا در حین فرایند، از تمایل نانوذرات به کلوخه شدن جلوگیری می‌شود. بنابراین توزیع یکنواخت‌تری از نانوذرات را نسبت به سایر روش‌های ایجاد فازهای نانوکامپوزیتی خواهیم داشت.
در تحقیق حاضر، قطعات منیزیومی به‌وسیله‌ روش جوشکاری قوسی تنگستن گاز خنثی به یکدیگر متصل شده‌اند. فلز پرکننده مورد استفاده در فرایند جوشکاری یک فلز پرکننده‌ نانوکامپوزیتی بوده است. از فرایند اتصال نورد تجمعی به‌منظور ایجاد ساختار نانوکامپوزیتی و پراکنده کردن نانوذرات اکسید زیرکونیوم در زمینه‌ آلیاژ پایه‌ منیزیوم استفاده شده است. حضور نانوذرات سخت اکسیدی در زمینه‌ آلیاژ موجب شده است که سختی کلی اتصال افزایش پیدا کند و خواص مکانیکی بهینه شود.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های مهندس مهدی فتاحی، مهندس آرمین ثابت‌قدم و مهندس سعید هاشم‌پور- دانش‌آموختگان مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه صنعت نفت آبادان- مهندس حسن زلقی- دانش‌آموخته‌ مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد درود- دکتر سجاد امیرخانلو- دانش‌آموخته‌ مقطع دکترای دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد- و مهندس یوسف فتاحی- دانش‌آموخته‌ مقطع کارشناسی دانشگاه صنعتی اصفهان- است.
نتایج این کار در مجله‌ی Archive of Civil and Mechanical Engineering (جلد 16، سال 2016، صفحات 397 تا 402) به چاپ رسیده است.