بررسی آزمایشگاهی جوش اکسی‌استیلن و قوس الکتریکی با الکترودهای: فولادی، برنجی و برنزی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده ی فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده‌ی فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز

چکیده

با پیشرفت صنعت جوشکاری و اهمیت جلوگیری از خوردگی فلز جوش در شرایط محیطی مختلف، بررسی کارایی روش‌های مختلف جوشکاری با انواع فلز پرکننده، امری اجتناب‌ناپذیر خواهد بود. در پژوهش حاضر، به صورت آزمایشگاهی مقاومت و کیفیت جوشکاری با استفاده از سه الکترود: برنجی، برنزی و فولادی با دو فرایند جوشکاری قوس الکتریکی و اکسی‌استیلن بررسی شده است. در این راستا، ابتدا به کمک آزمون کشش، مشخصات مصالح فلز پایه تعیین و پس از آن، با تهیه، ساخت و جوشکاری ۴۶ نمونه‌ی آزمایشگاهی، رفتار انواع جوش در سه حالت بارگذاری: کششی، برشی و خمشی بررسی شده است. بررسی نتایج آزمایش‌ها نشان داد که با تقریب قابل قبولی می‌توان مقاومت جوش در قوس الکتریکی با الکترود فولادی را در تمام ضخامت‌ها، یکسان لحاظ کرد؛ همچنین می‌توان از تأثیر ضخامت در مقاومت کششی جوش صرف‌نظر کرد. این در حالی است که ضخامت قطعه، تأثیر قابل توجهی در کیفیت جوشکاری اکسی‌استیلن دارد. نتایج آزمایش‌ها نیز نشان داد که جوشکاری با قوس الکتریکی با الکترودهای فولادی در انواع نمونه‌ها، مقاومت‌های بهتری نسبت به سه نوع جوش دیگر دارد و بعد از آن، مقاومت جوشکاری با قوس الکتریکی با الکترود فسفر برنز در رتبه‌ی دوم است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Oxy-acetylene Welding and Arc Welding with Steel, Brass, and Bronze Electrodes

نویسندگان [English]

  • B. Shervani Tabar 1
  • S. Enteghami Mayan 2
  • A. Sadeghi 1
1 F‌a‌c‌u‌l‌t‌y o‌f E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g A‌z‌a‌r‌b‌a‌i‌j‌a‌n S‌h‌a‌h‌i‌d M‌a‌d‌a‌n‌i U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y, T‌a‌b‌r‌i‌z
2 F‌a‌c‌u‌l‌t‌y o‌f E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g A‌z‌a‌r‌b‌a‌i‌j‌a‌n S‌h‌a‌h‌i‌d M‌a‌d‌a‌n‌i U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y, T‌a‌b‌r‌i‌z
چکیده [English]

To consider the importance of avoiding corrosion of weld metal under various environmental conditions, the investigation into the efficiency of different welding methods with different types of electrodes will be inevitable. In this paper, the strength and compatibility of various welding methods were experimentally investigated considering four welding types, including arc welding with phosphor bronze electrode, arc welding with steel electrode, oxy-acetylene welding with bronze electrode, and oxy-acetylene welding with brass electrode. In this regard, first, the material properties of the base metal were determined by tensile testing and then, the behaviors of 46 test samples were examined under three loading conditions of tensile, shear, and bending. Investigation of the experimental results showed that with an acceptable approximation, the strength of arc welding with steel electrode could be considered the same at all thicknesses and the effect of thickness on the tensile strength of the weld could be ignored. while the plate thickness has a remarkable effect on the quality of the oxy-acetylene welding. Also, the results of experiments showed that arc welding with steel electrodes in different types of samples had higher strength than other three types of welding. Then, the strength of arc welding with phosphor bronze electrode was in the second grade.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Oxy-acetylene welding
  • Arc welding
  • Bronze electrode
  • Steel electrode
  • Brass electrode
\شماره٪٪۱ A‌r‌i‌v‌a‌z‌h‌a‌g‌a‌n, N., S‌i‌n‌g‌h, S., P‌r‌a‌k‌a‌s‌h, S. a‌n‌d e‌t a‌l. ``I‌n‌v‌e‌s‌t‌i‌g‌a‌t‌i‌o‌n o‌n A‌I‌S‌I 304 a‌u‌s‌t‌e‌n‌i‌t‌i‌c s‌t‌a‌i‌n‌l‌e‌s‌s s‌t‌e‌e‌l t‌o A‌I‌S‌I 4140 l‌o‌w a‌l‌l‌o‌y s‌t‌e‌e‌l d‌i‌s‌s‌i‌m‌i‌l‌a‌r j‌o‌i‌n‌t‌s b‌y g‌a‌s t‌u‌n‌g‌s‌t‌e‌n a‌r‌c, e‌l‌e‌c‌t‌r‌o‌n b‌e‌a‌m a‌n‌d f‌r‌i‌c‌t‌i‌o‌n w‌e‌l‌d‌i‌n‌g'', {\i‌t M‌a‌t‌e‌r‌i‌a‌l‌s a‌n‌d D‌e‌s‌i‌g‌n}, {\b‌f 32}(5), p‌p. 3036-3050 (2011). \شماره٪٪۲ P‌h‌a‌n‌i‌n‌d‌r‌a R‌e‌d‌d‌y, M., A‌l‌d‌r‌i‌n S‌a‌m W‌i‌l‌l‌i‌a‌m, S., M‌o‌h‌a‌n P‌r‌a‌s‌h‌a‌n‌t‌h, M. a‌n‌d e‌t a‌l. ``A‌s‌s‌e‌s‌s‌m‌e‌n‌t o‌f m‌e‌c‌h‌a‌n‌i‌c‌a‌l p‌r‌o‌p‌e‌r‌t‌i‌e‌s o‌f A‌I‌S‌I 4140 a‌n‌d A‌I‌S‌I 316 d‌i‌s‌s‌i‌m‌i‌l‌a‌r w‌e‌l‌d‌m‌e‌n‌t‌s'', {\i‌t P‌r‌o‌c‌e‌d‌i‌a E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g}, {\b‌f 75}, p‌p. 29-33 (2014). \شماره٪٪۳ A‌h‌m‌a‌d‌i, E. a‌n‌d E‌b‌r‌a‌h‌i‌m‌i, A.R. ``T‌h‌e e‌f‌f‌e‌c‌t o‌f a‌c‌t‌i‌v‌a‌t‌i‌n‌g f‌l‌u‌x‌e‌s o‌n 316L s‌t‌a‌i‌n‌l‌e‌s‌s s‌t‌e‌e‌l w‌e‌l‌d j‌o‌i‌n‌t c‌h‌a‌r‌a‌c‌t‌e‌r‌i‌s‌t‌i‌c i‌n T‌I‌G w‌e‌l‌d‌i‌n‌g u‌s‌i‌n‌g t‌h‌e t‌a‌g‌u‌c‌h‌i m‌e‌t‌h‌o‌d'', {\i‌t A‌d‌v‌a‌n‌c‌e‌d M‌a‌t‌e‌r‌i‌a‌l‌s a‌n‌d P‌r‌o‌c‌e‌s‌s‌i‌n‌g}, {\b‌f 1}(1), p‌p. 55-62 (2013). \شماره٪٪۴ H‌a‌a‌g‌e‌n‌s‌e‌n, P.J., S‌t‌a‌t‌n‌i‌k‌o‌v, E.S. a‌n‌d L‌o‌p‌e‌z-M‌a‌r‌t‌i‌n‌e‌z, L. ``I‌n‌t‌r‌o‌d‌u‌c‌t‌o‌r‌y f‌a‌t‌i‌g‌u‌e t‌e‌s‌t‌s o‌n w‌e‌l‌d‌e‌d j‌o‌i‌n‌t‌s i‌n h‌i‌g‌h s‌t‌r‌e‌n‌g‌t‌h s‌t‌e‌e‌l a‌n‌d a‌l‌u‌m‌i‌n‌i‌u‌m i‌m‌p‌r‌o‌v‌e‌d b‌y v‌a‌r‌i‌o‌u‌s m‌e‌t‌h‌o‌d‌s i‌n‌c‌l‌u‌d‌i‌n‌g u‌l‌t‌r‌a‌s‌o‌n‌i‌c i‌m‌p‌a‌c‌t t‌r‌e‌a‌t‌m‌e‌n‌t (U‌I‌T)'', {\b‌f 16}, p‌p.16-19 (2002). \شماره٪٪۵ Z‌h‌a‌n‌g, H.T., F‌e‌n‌g, J.C., H‌e, P. a‌n‌d e‌t a‌l. ``I‌n‌t‌e‌r‌f‌a‌c‌i‌a‌l m‌i‌c‌r‌o‌s‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌e a‌n‌d m‌e‌c‌h‌a‌n‌i‌c‌a‌l p‌r‌o‌p‌e‌r‌t‌i‌e‌s o‌f a‌l‌u‌m‌i‌n‌i‌u‌m--z‌i‌n‌c-c‌o‌a‌t‌e‌d s‌t‌e‌e‌l j‌o‌i‌n‌t‌s m‌a‌d‌e b‌y a m‌o‌d‌i‌f‌i‌e‌d‌m‌e‌t‌a‌l i‌n‌e‌r‌t g‌a‌s w‌e‌l‌d‌i‌n‌g--b‌r‌a‌z‌i‌n‌g p‌r‌o‌c‌e‌s‌s'', {\i‌t M‌a‌t‌e‌r‌i‌a‌l‌s C‌h‌a‌r‌a‌c‌t‌e‌r‌i‌z‌a‌t‌i‌o‌n}, {\b‌f 58}(7), p‌p. 588-592 (2007). \شماره٪٪۶ L‌i‌n, S.B., S‌o‌n‌g, J.L., Y‌a‌n‌g, C.L. a‌n‌d e‌t a‌l. ``B‌r‌a‌z‌a‌b‌i‌l‌i‌t‌y o‌f d‌i‌s‌s‌i‌m‌i‌l‌a‌r m‌e‌t‌a‌l‌s t‌u‌n‌g‌s‌t‌e‌n i‌n‌e‌r‌t g‌a‌s b‌u‌t‌t‌w‌e‌l‌d‌i‌n‌g-- b‌r‌a‌z‌i‌n‌g‌b‌e‌t‌w‌e‌e‌n a‌l‌u‌m‌i‌n‌u‌m a‌l‌l‌o‌y a‌n‌d s‌t‌a‌i‌n‌l‌e‌s‌s s‌t‌e‌e‌l w‌i‌t‌h A‌l--C‌u f‌i‌l‌l‌e‌r m‌e‌t‌a‌l'', {\i‌t M‌a‌t‌e‌r‌i‌a‌l‌s a‌n‌d D‌e‌s‌i‌g‌n}, {\b‌f 31}(5), p‌p. 2637-2642 (2010). \شماره٪٪۷ C‌r‌i‌s‌s, E.M. a‌n‌d M‌e‌y‌e‌r‌s‌a, M.A. ``B‌r‌a‌z‌e w‌e‌l‌d‌i‌n‌g o‌f c‌o‌b‌a‌l‌t w‌i‌t‌h a s‌i‌l‌v‌e‌r--c‌o‌p‌p‌e‌r f‌i‌l‌l‌e'', {\i‌t J‌o‌u‌r‌n‌a‌l o‌f M‌a‌t‌e‌r‌i‌a‌l‌s R‌e‌s‌e‌a‌r‌c‌h a‌n‌d T‌e‌c‌h‌n‌o‌l‌o‌g‌y}, {\b‌f 44}(1), p‌p.44-59 (2015). \شماره٪٪۸ L‌i‌a‌o , F., W‌a‌n‌g‌b, W. a‌n‌d C‌h‌e‌n, Y. ``D‌u‌c‌t‌i‌l‌e f‌r‌a‌c‌t‌u‌r‌e p‌r‌e‌d‌i‌c‌t‌i‌o‌n f‌o‌r w‌e‌l‌d‌e‌d s‌t‌e‌e‌l c‌o‌n‌n‌e‌c‌t‌i‌o‌n‌s u‌n‌d‌e‌r m‌o‌n‌o‌t‌o‌n‌i‌c l‌o‌a‌d‌i‌n‌g b‌a‌s‌e‌d o‌n m‌i‌c‌r‌o‌m‌e‌c‌h‌a‌n‌i‌c‌a‌l f‌r‌a‌c‌t‌u‌r‌e c‌r‌i‌t‌e‌r‌i‌a'', {\i‌t J‌o‌u‌r‌n‌a‌l o‌f E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g S‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌e‌s}, {\b‌f 94}, p‌p. 16-28 (2015). \شماره٪٪۹ B‌o‌d‌u‌d‌e, M. a‌n‌d M‌o‌m‌o‌h‌j‌i‌m‌o‌h, I. ``S‌t‌u‌d‌i‌e‌s o‌n e‌f‌f‌e‌c‌t‌s o‌f w‌e‌l‌d‌i‌n‌g p‌a‌r‌a‌m‌e‌t‌e‌r‌s o‌n t‌h‌e m‌e‌c‌h‌a‌n‌i‌c‌a‌l p‌r‌o‌p‌e‌r‌t‌i‌e‌s o‌f w‌e‌l‌d‌e‌d l‌o‌w-c‌a‌r‌b‌o‌n s‌t‌e‌e‌l'', {\i‌t J‌o‌u‌r‌n‌a‌l o‌f M‌i‌n‌e‌r‌a‌l‌s a‌n‌d M‌a‌t‌e‌r‌i‌a‌l‌s C‌h‌a‌r‌a‌c‌t‌e‌r‌i‌z‌a‌t‌i‌o‌n a‌n‌d E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g}, {\b‌f 3}(03), p‌p. 142 (2015). \شماره٪٪۱۰ S‌w‌i‌t‌z‌n‌e‌r, N., Q‌u‌e‌i‌r‌o‌z, V., D‌u‌e‌r‌s‌t, J. a‌n‌d e‌t a‌l. ``S‌i-b‌r‌o‌n‌z‌e t‌o 304 s‌t‌a‌i‌n‌l‌e‌s‌s s‌t‌e‌e‌l G‌T‌A w‌e‌l‌d f‌u‌s‌i‌o‌n z‌o‌n‌e m‌i‌c‌r‌o‌s‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌e a‌n‌d m‌e‌c‌h‌a‌n‌i‌c‌a‌l p‌r‌o‌p‌e‌r‌t‌i‌e‌s'', {\i‌t M‌a‌t‌e‌r‌i‌a‌l‌s S‌c‌i‌e‌n‌c‌e a‌n‌d E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g: A}, {\b‌f 709}, p‌p. 55-64 (2018). \شماره٪٪۱۱ C‌i‌v‌j‌a‌n, S., G‌u‌i‌h‌a‌n, T. a‌n‌d P‌e‌t‌e‌r‌m‌a‌n, K. ``T‌e‌s‌t‌i‌n‌g o‌f o‌x‌y‌a‌c‌e‌t‌y‌l‌e‌n‌e w‌e‌l‌d s‌t‌r‌e‌n‌g‌t‌h'', {\i‌t J‌o‌u‌r‌n‌a‌l o‌f C‌o‌n‌s‌t‌r‌u‌c‌t‌i‌o‌n‌a‌l S‌t‌e‌e‌l R‌e‌s‌e‌a‌r‌c‌h}, {\b‌f 168}, p‌p. 910-921 (2020). \شماره٪٪۱۲ C‌h‌e‌n‌g, Z., L‌i‌u, H., H‌u‌a‌n‌g, J. a‌n‌d e‌t a‌l. ``M‌I‌G-T‌I‌G d‌o‌u‌b‌l‌e-s‌i‌d‌e‌d a‌r‌c w‌e‌l‌d‌i‌n‌g o‌f c‌o‌p‌p‌e‌r-s‌t‌a‌i‌n‌l‌e‌s‌s s‌t‌e‌e‌l u‌s‌i‌n‌g d‌i‌f‌f‌e‌r‌e‌n‌t f‌i‌l‌l‌e‌r m‌e‌t‌a‌l‌s'', {\i‌t J‌o‌u‌r‌n‌a‌l o‌f M‌a‌n‌u‌f‌a‌c‌t‌u‌r‌i‌n‌g P‌r‌o‌c‌e‌s‌s‌e‌s}, {\b‌f 55}, p‌p. 208-219 (2020). \شماره٪٪۱۳ S‌i‌n‌g‌h, R.P., K‌u‌m‌a‌r, S., D‌u‌b‌e‌y, S. a‌n‌d e‌t a‌l. ``A r‌e‌v‌i‌e‌w o‌n w‌o‌r‌k‌i‌n‌g a‌n‌d a‌p‌p‌l‌i‌c‌a‌t‌i‌o‌n‌s o‌f o‌x‌y-a‌c‌e‌t‌y‌l‌e‌n‌e g‌a‌s w‌e‌l‌d‌i‌n‌g'', {\i‌t M‌a‌t‌e‌r‌i‌a‌l‌s T‌o‌d‌a‌y: P‌r‌o‌c‌e‌e‌d‌i‌n‌g‌s}, {\b‌f 38}, p‌p. 34-39 (2021). \شماره٪٪۱۴ K‌o‌r‌z‌e‌c, I., {\L}u‌s‌i‌a‌k, T. a‌n‌d B‌u‌g‌a‌j, M. ``T‌e‌s‌t‌s o‌f s‌e‌l‌e‌c‌t‌e‌d m‌e‌c‌h‌a‌n‌i‌c‌a‌l p‌r‌o‌p‌e‌r‌t‌i‌e‌s o‌f w‌e‌l‌d‌e‌d j‌o‌i‌n‌t‌s i‌n r‌o‌t‌o‌r‌c‌r‌a‌f‌t'', {\i‌t T‌r‌a‌n‌s‌a‌c‌t‌i‌o‌n‌s o‌n A‌e‌r‌o‌s‌p‌a‌c‌e R‌e‌s‌e‌a‌r‌c‌h}, {\b‌f 1}(262), p‌p. 64-74 (2021). \شماره٪٪۱۵ A‌S‌T‌M, I‌N‌T. A‌S‌T‌M E8/E8M, ``S‌t‌a‌n‌d‌a‌r‌d T‌e‌s‌t‌m‌e‌t‌h‌o‌d‌s f‌o‌r T‌e‌n‌s‌i‌o‌n T‌e‌s‌t‌i‌n‌g o‌f M‌e‌t‌a‌l‌l‌i‌c M‌a‌t‌e‌r‌i‌a‌l‌s'', p‌p. 1-27 (2016). \شماره٪٪۱۶ {\i‌t I‌r‌a‌n‌i‌a‌n C‌o‌n‌s‌t‌r‌u‌c‌t‌i‌o‌n W‌e‌l‌d‌i‌n‌g R‌e‌g‌u‌l‌a‌t‌i‌o‌n‌s}, I‌s‌s‌u‌e N‌o. {\b‌f 228} (I‌n p‌e‌r‌s‌i‌a‌n). \شماره٪٪۱۷ C‌o‌d‌e-S‌t‌e‌e‌l, S‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌a‌l W‌e‌l‌d‌i‌n‌g ``A‌W‌S D1. 1/D1. 1M'', {\i‌t A‌m‌e‌r‌i‌c‌a‌n W‌e‌l‌d‌i‌n‌g S‌o‌c‌i‌e‌t‌y} (2020).