تاثير مورفولوژي فصل مشترك بر روي استحكام اتصال در طول فرآيند شكل‌دهي مجدد لوله‌هاي دو لايه مس- آلومينيوم

Influence of Interface Morphology on the Bond Strength During the Reshaping Process of Al-Cu Bimetal Pipes

با پيشرفت روز افزون در صنايع مختلف مانند هوا فضا، شيميايي و انتقال سيالات، توليد لوله ­هاي چهارگوش دولايه به دليل كاربرد فراوانشان بيش ا زپيش مورد اهميت قرارگرفته است. در پژوهش حاضر، فرآيند چهارگوش كردن لوله­ هاي گرد دولايه آلومينيوم-مس كه به وسيله جوشكاري انفجاري توليدشده، توسط فرآيند نورد چهار غلتكي موردبررسي قرارگرفته است. تأثير مورفولوژي فصل مشترك اوليه بر روي ريزساختار و استحكام فصل مشترك اتصال طي فرآيند شكل دهي به وسيله ميكروسكوپ الكتروني و آزمون استحكام برشي مورد بررسي قرارگرفته است. همچنين وجود و نحوه توزيع تركيبات بين فلزي در فصل مشترك توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آناليز شيميايي عناصر مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتايج نشان مي­ دهد موجي بودن فصل مشترك، ميزان پيوستگي و ضخامت لايه بين فلزي تشكيل شده در فصل مشترك لوله­ هاي دولايه گرد اوليه از اهميت عمده اي در طول فرآيند شكل دهي برخوردار بوده و بر كيفيت فصل مشترك و خواص مكانيكي اتصال محصول نهايي تأثير گذار هستند. استحكام اتصال لوله­ هايي با فصل مشترك موجي شكل و حداقل تركيبات بين فلزي قبل و بعد از فرآيند شكل دهي تغيير قابل توجهي نداشته اما استحكام اتصال با افزايش ضخامت لايه بين فلزي كاهش مي يابد و افت استحكام اتصال در طول فرآيند شكل دهي براي لوله هايي با فصل مشترك با لايه بين فلزي ضخيم تر با شدت بيشتري همراه است.

With the increasing advances in various industries such as aerospace, chemical and fluid transfer, manufacturing of bimetal noncircular tubes as their frequent use is more than ever important. In the present study, the squaring process of aluminum-copper bimetal pipes produced by explosive welding, using rolling process was studied. The effect of interface morphology on the microstructure and strength of the bond interface during the reshaping process was investigated by an optical microscope and shear strength test. Moreover, the presence and distribution of the intermetallic compounds at the interface was investigated by the electron microscope and energy dispersive X-ray spectroscopy analysis. The results show that the wavy form of the interface and the continuity and thickness of the intermetallic compound layer which is formed at the interface of the initial round pipes have a major importance during the reshaping process and effect on the mechanical properties and interface quality of the finished square tubes. Bond strength of tubes with wavy form interface and minimal intermetallic compounds at their interface, have not changed significantly before and after the forming process but the bond strength decreases by increasing the thickness of intermetallic compound layer and the drop in bond strength during the forming process is more severe for the tubes with thicker intermetallic compounds layer at their interface