عنوان |
فهرست مطالب |
شماره صفحه |
||||||||||||||||||
چكيده |
………………………………………………………………………………………………………………….. |
1 |
||||||||||||||||||
فصل اول: مقدمه |
||||||||||||||||||||
1-1 مقدمه |
……………………………………………………………………………………………………………. |
3 |
||||||||||||||||||
فصل دوم: مروري بر منابع |
||||||||||||||||||||
2-1 سازه‌هاي فولادي |
…………………………………………………………………………………………. |
6 |
||||||||||||||||||
2-1-1 محاسن فولاد به عنوان يك ماده باربر |
……………………………………………………… |
6 |
||||||||||||||||||
2-1-1-1 استحكام زياد |
…………………………………………………………………………… |
6 |
||||||||||||||||||
2-1-1-2 يكنواختي و دوام |
………………………………………………………………………… |
6 |
||||||||||||||||||
2-1-1-3 قابليت الاستيك |
………………………………………………………………………… |
6 |
||||||||||||||||||
2-1-1-4 قابليت چكش خواري |
…………………………………………………………………. |
7 |
||||||||||||||||||
2-1-2 معايب فولاد |
…………………………………………………………………………………………. |
7 |
||||||||||||||||||
2-1-2-1 خوردگي و اكسيداسيون |
………………………………………………………………. |
7 |
||||||||||||||||||
2-1-2-2 مقاوم نبودن در مقابل آتش سوزي |
…………………………………………. |
7 |
||||||||||||||||||
2-1-2-3 حساسيت در برابر كمانش |
……………………………………………………… |
7 |
||||||||||||||||||
2-2 ستونهاي فولادي با مقطع باكس |
…………………………………………………………………… |
8 |
||||||||||||||||||
2-3 جوشكاري الكترو اسلاگ |
……………………………………………………………………………. |
9 |
||||||||||||||||||
2-3-1 اساس فرآيند جوشكاري الكترو اسلاگ |
…………………………………………….. |
10 |
||||||||||||||||||
2-4 مروري برتحقيقات انجام شده در زمينه جوشكاري الكترواسلاگ ورق‌هاي پيوستگي ستونهاي فولادي بامقطع باكس …………………………………………………………………………………… |
11 |
|||||||||||||||||||
2-5 اهميت انجام پژوهش ……………………………………………………………………………………………. |
45 |
|||||||||||||||||||
فصل سوم: روش انجام پژوهش |
||||||||||||||||||||
3-1 روش انجام تحقيق بررسي جوشكاري الكترو اسلاگ در مقاطع باكس و جوش نفوذي هم راستاي آن در اتصال تير به ستون …………………………………………………………………………………… |
48 |
|||||||||||||||||||
3-1-1 تجهيزات مورد استفاده |
………………………………………………………………………….. |
48 |
||||||||||||||||||
3-1-1-1 الكترودهاي مصرفي ……………………………………………………………………….. |
48 |
|||||||||||||||||||
3-1-1-2 فلز پايه ………………………………………………………………………………………… |
49 |
|||||||||||||||||||
3-1-2 آماده سازي طرح اتصال …………………………………………………………………………… |
50 |
|||||||||||||||||||
3-1-3 عمليات جوشكاري، متغيرها و پارامترها ……………………………………………………… |
50 |
|||||||||||||||||||
3-1-4 انجام آزمون‌هاي مختلف …………………………………………………………………………. |
52 |
|||||||||||||||||||
3-1-4-1 آزمون التراسونيك UT …………………………………………………………………. |
52 |
|||||||||||||||||||
3-1-4-2 آزمون كشش و خمش …………………………………………………………………… |
52 |
|||||||||||||||||||
3-1-4-3 تست ضربه ………………………………………………………………………………….. |
54 |
|||||||||||||||||||
3-1-4-4 ماكروگرافي ………………………………………………………………………………….. |
54 |
|||||||||||||||||||
فصل چهارم: نتايج و بحث |
||||||||||||||||||||
4-1 بررسي نقاط مختلف جوش الكترو اسلاگ و الكترود دستي در ورق پيوستگي و تير متصل به صفحه ستون …………………………………………………………………………………………………………….. |
57 |
|||||||||||||||||||
4-2. بررسي نتايج حاصل از آزمون التراسونيك ( UT ) ……………………………………………………… |
61 |
|||||||||||||||||||
4-3. تاثير سرعت تغذيه ………………………………………………………………………………………………… |
62 |
|||||||||||||||||||
4-4. بررسي نتايج حاصل از آزمون‌هاي خمش ……………………………………………………………….. |
63 |
|||||||||||||||||||
4-5. بررسي نتايج حاصل از آزمون‌هاي كشش ………………………………………………………………… |
65 |
|||||||||||||||||||
4-6. بررسي نتايج حاصل از آزمون‌هاي ضربه …………………………………………………………………. |
67 |
|||||||||||||||||||
4-7. بررسي نتايج ماكروگرافي ………………………………………………………………………………………. |
68 |
|||||||||||||||||||
فصل پنجم: نتيجه‌گيري و پيشنهادات |
||||||||||||||||||||
5-1 نتيجه‌گيري …………………………………………………………………………………………………………… |
71 |
|||||||||||||||||||
منابع و مراجع ……………………………………………………………………………………………………………… |
73 |
|||||||||||||||||||
عنوان |
فهرست جداول |
شماره صفحه |
|||||
جدول2-1 انواع عيوب جوشكاري الكترو اسلاگ و راه‌هاي برطرف كردن آنها ……………………………. |
15 |
||||||
جدول2-2 جوش پذيري بر اساس كربن معادل ……………………………………………………………………… |
16 |
||||||
جدول2- 3 تركيبات شيميايي قطعه كار و الكترود‌ها ……………………………………………………………….. |
17 |
||||||
جدول2-4 پارامترهاي مورد استفاده در جوشكاري الكترواسلاگ ………………………………………………. |
17 |
||||||
جدول2-5 مقايسه تركيبات شيميايي الكترود و فلز جوش ………………………………………………………. |
19 |
||||||
جدول2- 6 تركيب شيميايي فلز پايه، الكترود ، نازل مصرف شونده و فلز جوش Wt% ………………. |
23 |
||||||
جدول2-7 رويه جوشكاري …………………………………………………………………………………………………. |
23 |
||||||
جدول2- 8 جوشكاري با پارامترهاي مختلف و نتايج آزمايشات ……………………………………………….. |
24 |
||||||
جدول 2- 9 پارامترها و اندازه‌هاي مورد استفاده در مدل جوشكاري الكترو اسلاگ …………………….. |
28 |
||||||
جدول2-10 مقادير محاسبه شده براي سيستم‌هاي استوانه‌اي و مكعبي ……………………………………… |
30 |
||||||
جدول2-11 توازن انرژي حرارتي براي سيستم مكعبي و استوانه‌اي …………………………………………… |
31 |
||||||
جدول2-12 عناصر شيميايي و خواص مكانيكي SM490A ……………………………………………………. |
35 |
||||||
جدول2-13 شرايط جوشكاري فولاد SM490A …………………………………………………………………… |
36 |
||||||
جدول2-14 موارد شبیه سازی ……………………………………………………………………………………………. |
39 |
||||||
جدول3-1 تركيب شيميايي و خواص مكانيكي الكترود 7018E ………………………………………………. |
48 |
||||||
جدول3-2 تركيب شيميايي الكترود EM12 ……………………………………………………………………………. |
49 |
||||||
جدول3-3 تركيب شيميايي فولاد St-37.2 …………………………………………………………………………….. |
49 |
||||||
جدول3-4 خواص مكانيكي فولاد St-37.2 …………………………………………………………………………….. |
49 |
||||||
جدول 3-5 رويه جوشكاري براي اتصال T JOINT با زاويه پخ ͦ 45 براي جوش قوس دستي و الكترود 7018 ……………………………………………………………………………………………………………………. |
51 |
||||||
جدول 3-6 رويه جوشكاري براي اتصال T JOINT با پخ ساده براي جوش الكترو اسلاگ با الكترود EM12 ………………………………………………………………………………………………………………………………. |
51 |
||||||
جدول 4-1 حرارت ورودي فرآيندهاي مختلف ………………………………………………………………………. |
58 |
||||||
جدول 4-2 مشخصات انجام تست التراسونيك با توجه به طرح اتصال و نوع جوش……………………. |
61 |
||||||
جدول 4-3 مشخصات و نتايج آزمون خمش …………………………………………………………………………. |
64 |
||||||
جدول 4-4 نتايج آزمون كشش در دماي محيط ……………………………………………………………………….. |
65 |
||||||
جدول 4-5 مشخصات و نتايج تست ضربه …………………………………………………………………………… |
67 |
||||||
عنوان |
فهرست نمودارها |
شماره صفحه |
|||||
نمودار2-1 جريان محاسبه شده براي سيستم مكعبي با حرارت وروديKcal/s 33/22 ……………… |
29 |
||||||
نمودار2-2 الگوي جريان محاسبه شده براي سيستم استوانه‌اي با دماي وروديKcal/s 3/4 ……… |
29 |
||||||
نمودار2-3 بردارهاي سرعت محاسبه شده براي سيستم مكعب با حرارت ورودي Kcal/s 33/22 |
29 |
||||||
نمودار2-4 بردارهاي سرعت محاسبه شده براي سيستم استوانه‌اي با حرارت ورودي Kcal/s 3/4 |
29 |
||||||
نمودار2-5 ايزوترم‌هاي محاسبه شده براي سيستم مكعب با حرارت ورودي Kcal/s 33/22 ……… |
30 |
||||||
نمودار2-6 ايزوترم‌هاي محاسبه شده براي سيستم استوانه‌اي با حرارت ورودي Kcal/s 3/4 …… |
30 |
||||||
نمودار2-7 اختلاف جريان حرارتي محلي در صفحه انفصال جوش از سرباره با توجه به فاصه از صفحه سرباره: A) سيستم مكعبي با حرارت ورودي Kcal/s 33/22. B) سيستم استوانه‌اي با حرارت ورودي Kcal/s 3/4 ؛ C) سيستم كعتبي با حرارت ورودي Kcal/s 3/4 ……………………. |
31 |
||||||
نمودار 2-8 هدايت وابسته به دما ………………………………………………………………………………………. |
38 |
||||||
نمودار 2-9 ظرفيت گرمايي ويژه وابسته به دما …………………………………………………………………….. |
39 |
||||||
نمودار 2-10 خواص مكانيكي وابسته به دما فولاد SM490A ……………………………………………….. |
39 |
||||||
نمودار 2-11 مقايسه سختي ناحيه HAZ فولاد HTUFF و TiN …………………………………………….. |
42 |
||||||
نمودار 2-12 سختي جوش فرآيندهاي مختلف اتصالات ستون با مقطع باكس ………………………….. |
43 |
||||||
عنوان |
فهرست شكل‌ها |
شماره صفحه |
|
شكل2-1 نمونه‌اي از ستونهاي فولادي با مقطع باكس ………………………………………………………….. |
8 |
||
شكل2-2 شماي كلي فرآيند جوشكاري الكترو اسلاگ ………………………………………………………….. |
11 |
||
شكل2-3 نواحي نمونه برداري شده C و R ………………………………………………………………………….. |
18 |
||
شكل2-4 تاثيرات الكترود متفاوت بر مشخصات ضربه فلز جوش منطقه C و R ………………………. |
18 |
||
شكل2-5 تاثير حرارت ورودي بر مشخصات ضربه فلز جوش منطقه C و R …………………………… |
18 |
||
شكل2- 6 رابطه انرژي جذب شده و ميزان نيكل در فلز جوش ………………………………………………. |
18 |
||
شكل2-7 نمونه‌اي از نتايج اندازه‌گيري شده چرخه حرارتي جوش ………………………………………….. |
18 |
||
شكل2-8 تصويرSEM از سطح بخشCore فلزجوش با حرارت ورودي KJ/cm 1267……………. |
19 |
||
شكل2- 9 مقايسه ماكروساختار فلز جوش با سيم‌هاي جوشكاري نوع F و A ……………………… |
19 |
||
شكل2-10 ميكروساختار شكست فلز جوش منطقهC و R …………………………………………………… |
20 |
||
شكل2-11 مقايسه سطح شكست فلز جوش منطقهC و R ……………………………………………………. |
20 |
||
شكل2-12 نمونه‌هايي از ترك ثانويه مشخص شده در SEM ………………………………………………… |
20 |
||
شكل2-13 مقايسه ميكروساختار فلزجوش با استفاده از سيم‌جوشA و B ……………………………… |
20 |
||
شكل2-14 مقايسه نمونه سطح شكست فلز جوش با استفاده از الكترودهاي نيكل دار F و A ……. |
20 |
||
شكل2-15 ميكروساختار فلزجوش منطقهC وR با استفاده از الكترود نوع F وحرارت ورودي K KJ/cm 456 …………………………………………………………………………………………………………………….. |
20 |
||
شكل2- 16 رابطه بين سرعت تغذيه الكترود و آمپر براي الكترود با قطر 238/0سانتيمتر ……………. |
22 |
||
شكل2-17 شكل2-17.ثابت ماندن نفوذ با افزايش نرخ تغذيه ………………………………………………… |
24 |
||
شكل2-18 شكل بالا شماتيكي از تغييرات نفوذ با سرعت تغذيه متفاوت را نشان مي‌دهد. شكل پايين سمت چپ نفوذ با A 450= I،40=V شكل سمت راست با A900= I، 40=V نشان مي‌دهد ………… |
25 |
||
شكل2-19افزايش عمق حوضچه با افزايش نرخ تغذيه …………………………………………………………… |
25 |
||
شكل2-20 چاپ سولفور صفحه α (باتوجه به جهت‌گيري نشان داده شده در بالا)، ناحيه تاريك نشان دهنده حوضچه جوش مي‌باشد ……………………………………………………………………………………………… |
25 |
||
شكل2-21 شماتيكي از مقطع ورق α، عمق حوضچه جوش، عرض جوش bw و زاويه درگيري را نشان مي‌دهد ……………………………………………………………………………………………………………………. |
26 |
||
شكل2-22 ساختار ماكروگرافي مشاهده شده در صفحه β ساختار ناحيه HAZ و جوش را نشان مي‌دهد ……………………………………………………………………………………………………………………………… |
26 |
||
شكل2-23 شماتيك جريان‌هاي حرارتي نسبي: بالا_ نيروهاي بويانسي و پايين _ نيروهاي لورنتز … |
27 |
||
شكل2-24 نمايش شماتيك سه بعدي نمونه‌هاي مكعبي و استوانه‌اي مورد مطالعه ……………………… |
27 |
||
شكل2-25 شكل و اندازه مدل …………………………………………………………………………………………….. |
35 |
||
شكل2-26 محل ترموکوپل. (a) محل اندازه‌گیری در صفحه ستون. (b) محل اندازه‌گیری در ورق پيوستگي ………………………………………………………………………………………………………………………….. |
36 |
||
شكل 2-27 مدل المان محدود ……………………………………………………………………………………………. |
37 |
||
شكل2-28ميكروساختار ناحيه HAZ فولادهايHTUFF وTiN با استفاده از جوشكاري الكترو اسلاگ |
42 |
||
شكل2-29 ماكروساختار جوشESW وSAW در اتصال ورق پيوستگي و اتصال گوشه‌اي ستون … |
43 |
||
شكل2-30 ميكروساختار اتصال ستون فولاد BT-HT440C با روشESW ………………………………. |
44 |
||
شكل2-31 ميكروساختار اتصال ستون فولادBT-HT440C با روشSAW ……………………………….. |
44 |
||
شكل 3-1 طرح اتصال مورد آزمايش مشابه با طرح اصلي مورد استفاده در سازه‌هاي فلزي ………….. |
50 |
||
شكل 3-2 تست التراسونيك از جوشكاري الكترو اسلاگ ورق پيوستگي در ستون با مقطع باكس … |
52 |
||
شكل 3-3 محدوده نمونه‌هاي تهيه شده براي تست كشش خمش و ضربه ………………………………… |
53 |
||
شكل 3-4 نمونه‌هاي تهيه شده براي تست كشش و خمش ……………………………………………………… |
53 |
||
شكل 3-5 نمونه‌اي از قطعه آماده سازي شده براي انجام تست ضربه ……………………………………….. |
54 |
||
شكل 3-6 نمونه آماده سازي شده با محلول اچ نايتال 10% …………………………………………………….. |
55 |
||
شكل4-1جوشكاري الكترو اسلاگ، نزديك به اتصال تير به ستونهاي مقاطع باكس …………………… |
57 |
||
شكل 4-2 تاثير حرارت در گسترش منطقه HAZ جوش الكترو اسلاگ را نشان مي‌دهد ……………. |
58 |
||
شكل4-3 جوشكاري الكترو اسلاگ مورد استفاده در ستونهاي فولادي مقاطع باكس ………………….. |
59 |
||
شكل4-4 جوشكاريESW وSMAW مورد استفاده در ستون فولادي مقاطع باكس و تير متصل به ستون ……………………………………………………………………………………………………………………………….. |
60 |
||
شكل4-5 شماتيكي از عمق حوضچه جوش، عرض جوش bw و زاويه درگيري را نشان مي‌دهد …… |
62 |
||
شكل 4-6 محل انجام تست خمش ……………………………………………………………………………………… |
63 |
||
شكل 4-7 نمونه شكست قطعه قبل از خم شدن كامل را نشان مي‌دهد ……………………………………… |
64 |
||
شكل 4-8 جوش الكترو اسلاگ و ورق وسط و جوش الكترود دستي تحت بار كششي قرار مي‌گيرد. |
65 |
||
شكل 4-9 تصوير “الف، ب، ج” شكست نمونه با تغيير شكل پلاستيك زياد و تصوير”د” شكست نمونه با تغيير شكل پلاستيك كم را نشان مي‌دهد …………………………………………………………………… |
66 |
||
شكل4-10منطقه تحت تاثير حرارت جوش الكترو اسلاگ مورد تست ضربه قرار مي‌گيرد …………… |
67 |
||
شكل 4-11 سه نمونه ماكرو آماده سازي شده با محلول نايتال 10% ………………………………………….. |
68 |
||
