Προσομοίωση μεταβολής μικροσκληρότητας στη ΘΕΖ συγκόλλησης με ισόθερμες θερμικές κατεργασίες

Abstract

Η ανάγκη για μείωση του κόστους και αύξηση της παραγωγικότητας στην αεροπορική βιομηχανία, οδηγεί στην είσοδο νέων παραγωγικών μεθόδων, όπως οι συγκολλήσεις. Μέχρι σήμερα οι αναλυτικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό ανοχής στη βλάβη των συγκολλήσεων, δεν λαμβάνουν υπόψη τις μεταβολές της μικροδομής στη ΘΕΖ. Οι μεταβολές αυτές συνοδεύονται με υποβάθμιση των μηχανικών ιδιοτήτων του υλικού. Σε αυτή την εργασία έγινε μια πρώτη προσπάθεια προσομοίωσης της μεταβολής μικροσκληρότητας στη ΘΕΖ. Έγινε μέτρηση του προφίλ μικροσκληρότητας συγκολλημένου ελάσματος αλουμινίου 6013-Τ6, πάχους 1.6mm, με την μέθοδο TIG. Στη συνέχεια, με ισόθερμες θερμικές κατεργασίες, σε δοκίμια ίδιου κράματος αναπαρήχθησαν οι τιμές μικροσκληρότητας της ΘΕΖ. Οι συνθήκες των ισόθερμων θερμικών κατεργασιών επιλέχθηκαν με βάση τα αποτελέσματα του προγράμματος Mathematica, με το οποίο υπολογίστηκε η θερμοκρασία των ελασμάτων κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης. Οι συνδυασμοί θερμοκρασίας - χρόνου θερμικής κατεργασίας αντιστοιχήθηκαν με τις μετρούμενες τιμές μικροσκληρότητας σε συγκεκριμένα σημεία της ΘΕΖ. Το βασικότερο συμπέρασμα της παρούσας διατριβής είναι ότι με ισόθερμες θερμικές κατεργασίες είναι δυνατόν να γίνει προσομοίωση της μεταβολής της μικροδομής στη ΘΕΖ. Αυτό στην πράξη σημαίνει ότι είναι εφικτό να κατασκευαστούν δοκίμια εύρεσης ρυθμού εξέλιξης ρωγμής κόπωσης (fatigue crack growth) για να μελετηθεί πειραματικά η συμπεριφορά της ανοχής σε βλάβη (Damage Tolerance behavior) συγκολλητών κατασκευών.