No(4)

۴-۲- خواص مکانیکی فلزات پایه وناحیه جوش:
خواص الاستیک ورفتار سختی فلزات پایه که به صورت ایزوتروپیک فرض گردیده بوسیله تست کشش تک محوره اندازه گیری شده اند. این تست که ازاستاندارد KSB 0801 پیروی می کند (مطابق نمونه تست شکل (۴-۱))، بوسیله مجموعه دستگاه های Instron 8516 درنرخ کرنش  بر روی ثانیه انجام شده است [۱۰۱].
شکل (۴-۱): ابعاد نمونه تست کشش طبق استاندارد KSB 0801[103].
اما همانطور که دربخش تئوری هم به آن پرداخته شد، بدلیل تردبودن جوش وکم بودن عرض آن، کاربرداین تست ها ودستگاه ها درمورد ناحیه جوش عملا بدون استفاده خواهدبود. لذا درمورد نمونه هایی که اطلاعات آزمایشگاهی کافی وجود دارد (TWB های هم جنس)، ازقانون ترکیب طبق معادله زیراستفاده شده است.
(۴-۱)
همانطور که درمعادله (۴-۱) نشان داده شده است، اندازه گیری دقیق سطح مقطع ناحیه جوش  پرسشی اساسی درجهت بدست آوردن خواص دقیق ترناحیه جوش می باشد. اگرچه اندازه گیری سطح مقطع جوش خود یک فرایند پیچیده است و نیازمند اندازه گیری هندسه ومیکروساختاروسختی میکروسکوپیک ناحیه جوش می باشد، اما برای رفتارفلزجوش به طورتقریبی آن را ایزوتروپیک فرض می کنیم. دراین تحقیق،  تنها سطح مقطع شیار جوش درنظر گرفته شده است. با فرض اینکه سطح مقطع سطح شیار درناحیه جوش به عنوان قسمتی از یک دایره است، شعاع این دایره با درنظرگیری سه نقطه روی شیار بدست خواهد آمد که به طور خلاصه در شکل(۴-۲) برای TWB های هم جنس مشاهده می شوند.

(ی)
(ه)
(و)
(د)
(الف)
(ب)
(ج)
شکل (۴-۲): ابعاد سطح مقطع برای نمونه های: الف) ۶۱۱۱-T4(SG) ب) ۶۱۱۱-T4(DG) ج) ۵۰۸۳-H18(SG) د) ۵۰۸۳-H18(DG) و) ۵۰۸۳-O(SG) ه) DP590(SG) ی) DP590(DG)
[۷].
توجه کنید که اگرناحیه گذار نظیر ناحیه تحت تاثیرحرارت بین فلزپایه وناحیه جوش به اندازه کافی کوچک نباشد، روش بدست آوردن سطح ناحیه جوش براساس هندسه شیار کافی نخواهد بود ونتایج دقیقی از خواص متوسط ناحیه جوش را نخواهد داد که دراینجا برای آلومینیوم ۵۰۸۳-H18 این اتفاق رخ داده است. بنابراین برای ۵۰۸۳-H18، سطحی که برای ناحیه تحت تاثیرحرارت درنظرگرفته شده است (که فرض می شود دارای خواص متالورژیکی یکسانی با ناحیه جوش باشد) این گونه به معادله (۴-۱) اضافه می شود[۷]:
(۴-۲)
که پارامتر  به صورت نسبت سطح ناحیه تحت تاثیرحرارت به سطح شیار ناحیه جوش تعریف می شود. توجه شود  نیز سطح فلزپایه است که ناحیه تحت تاثیرحرارت ازآن کم شده است. برای ۵۰۸۳-H18(SG) مقدار  باعث شد که نمودارهای تنش- کرنش بدست آمده شبیه به آزمایشات بوده باشد. همچنین مقدار  برای ۵۰۸۳-H18(DG) نیز بااین فرض که نمودار سختی آن همانند نمودارسختی SG باشد، برابر۰/۱ بدست آمده است. برای نمونه های ۶۱۱۱-T4، ۵۰۸۳-O و DP590 هیچ گونه ناحیه تحت تاثیرحرارت درنظرگرفته نشده وبنابراین  می باشد. در شکل(۴-۳) نتایج بدست آمده ازنمودارهای سختی ناحیه جوش درتست کشش تک محوره با نمودارهای حاصله ازفلزات پایه مقایسه شده اند. این شکل نشان می دهد که خواص ناحیه جوش برای چهارورق گفته شده، ترکیبات متنوعی ازتنش بیشتر/ کمتر رابیان می کند وچکش خواری را نیز بهتر/ بدتر می کند.
(د)
(ج)
(ب)
(الف)
شکل (۴-۳): مقایسه نمودارهای سختی فلزات پایه ونواحی جوش: الف) ۶۱۱۱-T4 ب) ۵۰۸۳-H18
ج) ۵۰۸۳-O د) DP590 [7].
خواص الاستیک حاصله وداده های سختی اندازه گیری شده درامتداد جهت نورد در فلزات خام وفلزات جوش (درTWBهای هم جنس) به ترتیب درجداول (۴-۴) و (۴-۵) آورده شده اند [۷].
جدول (۴-۴): خواص الاستیک نمونه های مورد استفاده درTWB های هم جنس [۷].

Poisson’s ratio

Young’s modulus(Gpa)

Materials