روشي نوين براي جوشكاري آلياژهاي آلومينيوم بر اساس فرايند سنتز احتراقي

A novel method for welding of aluminum alloys based on combustion synthesis process

در اين تحقيق روش نوين براي جوشكاري آلياژهاي آلومينيوم ارائه شده است. در اين روش از واكنش هاي به شدت گرمازاي سنتز احتراقي در سيستم Al-Ni به عنوان منبع تغذيه استفاده مي شود . گرماي آزاد شده از واكنش بين مخلوط پودري AlوNi باعث ذوب سطحي صفحات آلومينيومي شده و با واسطه ي فشار خارجي كه طي فرايند به نمونه اعمال مي شود، پيوندي قوي بدست مي ايد. استحكام برشي اتصالات بدست آمده توسط اين روش و همچنين روش پيوند نفوذي (تحت شرايط مشابه) توسط دستگاه آزمايش كشش (Zwick/Z 250) تعيين شد. فصل مشترك اتصال بدست آمده با ميكروسكوپ نوري و همچنين آزمايشات پراش اشعه ايكس (XRD) مورد بررسي قرار گرفت . تصاوير ميكروسكوپ نوري ساختار ريختگي و يوتكتيكي ناحيه جوش را آشكار ساخته و بر وقوع پديده هاي ذوب و انجماد در نتيجه ي گرماي ازاد شده از يك واكنش سنتز احتراقي دلالت دارند. نتايج آزمايشات XRD نيز نشان مي دهند كه واكنش اتفاق افتاده (3Al+Ni→Al3Ni+ heat) مي باشد. زيرا ناحيه ي جوش شامل دو فاز Al و Al3Ni مي باشد. استحكام برشي اتصال بدست آمده توسط اين روش 44/97 MPa ميباشد كه نسبت به استحكام پيوند نفوذي (8/05MPa) بسيار بيشتر است. بنابراين ، اين روش پتانسيل بهتري جهت جوشكاري آلياژهاي آلومينيوم دارد.

In this work a new method for welding of aluminium alloys is introduced. In this method the highly exothermic combustion synthesis reactions in Al-Ni system are utilized as power source. The released heat from these combustion synthesis reactions caused surface melting of the Al1100 plates and with the contribution of the applied pressure a strong bond is achieved. This method is economic and because of the rapidity of combustion reactions the joint is obtainable in a short time. The shear strength of the obtained joints is measured using tension machine (Zwick-Z250) and compared with that of the diffusion bonded plates at the same condition. The joint interface was analyzed using X-ray diffraction experiments and optical microscope. Optical micrographs represented the casting structure of the interface and proved melting and solidification phenomena. XRD results illustrated that the combustion reaction is “3Al+Ni→Al3Ni” because the weld zone consists of Al and Al3Ni phases. The shear strength of this kind of joints reached 44.97 Mpa which is much higher than the shear strength of the diffusion bonded joints (8.05 Mpa). Thus, combustion base joining process has a better potential for welding of aluminium alloys.