مهندسی و علم مواد( Material Science & Engineering)

[boomba]

تبدیل درصد وزنی و اتمی به یکدیگر

الف تبدیل درصد وزنی به اتمی:

در ابتدا باید وزن را برحسب گرم در نظر گرفت. پس در ۱۰۰ گرم از آلیاژ Fe-7wt%C به میزان ۷ گرم کربن و ۹۳ گرم آهن وجود دارد.

وزن اتمی آهن ۵۶ و وزن اتمی کربن ۱۲ است. عدد آووگادرو ۶/۰۲۲ x 1023 می باشد.

تعداد اتمها در ۷ گرم کربن برابر است با:

۷ ضربدر عدد آووگادرو تقسیم بر وزن اتمی کربن

۷ x 6.022 x 1023 / 12= 3.513 x 1023

برای ۹۳ گرم آهن به همین ترتیب داریم:

۹۳ x 6.022 x 1023 / 56= 10.000 x 1023

بنابراین درصد اتمی کربن برابر است با:

تعداد اتمهای کربن ضربدر ۱۰۰% بخش بر مجموع اتمهای کربن و آهن

۳/۵۱۳ x 1023x 100 / (3.513 + 10.000) x 1023= 26%

پس آلیاژ Fe-7wt%C معادل با Fe-26at%C می باشد.


--------------------------------------------------------------------------------

الف تبدیل درصد اتمی به وزنی:

سمانتیت در Fe-25at%C تشکیل می شود. این فاز را درچه درصد وزنی خواهیم داشت؟

در نظر بگیرید یک نمونه دارای ۱۰۰ اتم می باشد. برای مثال، نمونه ای از Fe-25at%C دارای ۲۵ اتم کربن و ۷۵ اتم آهن است.

وزن ۲۵ اتم کربن= ۲۵ ضربدر وزن اتمی کربن بخش بر عدد آووگادرو= ۴/۹۸ واحد جرم اتمی

وزن ۷۵ اتم آهن= ۷۵ ضربدر وزن اتمی آهن بخش بر عدد آووگادرو= ۶۹/۷۴ واحد جرم اتمی

بنابراین:

درصد وزنی کربن = وزن اتمهای کربن ضربدر ۱۰۰ بخش بر مجموع وزن اتمهای کربن و آهن=

۴/۹۸ x 100 / (4.98 + 69.74)= 6.66%

پس at%C 25 معادل با ۶/۶۶wt%C است.

[boomba]

رسم نمودار فازی بخش اول

چگونه یک نمودار فازی رسم کنیم:


یک دیاگرام فازی دوتایی نشان دهنده فازهای تشکیل شده و موجود در درصدهای مختلف از مخلوط دو عنصر و در یک دامنه دمایی می باشد.

ترکیب شیمیایی از ۱۰۰ درصد در مورد عنصر A در سمت چپ نمودار آغاز و با در نظر گرفتن تمامی مخلوطهای ممکن به ۱۰۰ درصد از عنصر B در سمت راست پایان می یابد.



ترکیب شیمیایی یک آلیاژ به شکل A - x%B نشان داده می شود. برای نمونه Cu - 20%Al دارای ۸۰ درصد مس و ۲۰ درصد آلومینیوم می باشد.

برای نشان دادن خواص عناصر آلیاژی معمولا از درصد وزنی (Weight percentage ) استفاده می شود از درصد اتمی ( Atomic percentage ) هم می توان استفاده نمود.د درصد وزنی با wt% و درصد اتمی باا at%نشان داده می شود. در این نوشته ما از درصد وزنی استفاده می کنیم.

تفاوت درصد وزنی و اتمی را با یک مثال نشان می دهیم:

وقتی از Cu-27at%Al حرف می زنیم، یعنی در این آلیاژ ۲۷% اتمها مربوط به آلومینیوم و ۷۳ % اتمها مس هستند و هنگامی که آلیاژ به شکل Cu-27wt%Al باشد، ۲۷% از وزن آلیاژ Al و ۳۷% Cu خواهد بود.

[boomba]

رسم نمودار فازی بخش دوم

تمایل در آلیاژها انجماد در یک دامنه دمایی (به جای انجماد در دمایی خاص مانند آنچه در عناصر خالص رخ می دهد)، می باشد.

در هر یک از دو سر نمودار فازی فقط یکی از عناصر (۱۰۰% A یا ۱۰۰%B) و در نتیجه یک نقطه ذوب خاص وجود دارد.

در برخی مواقع نیز مخلوطهایی وجود دارند که مانند عناصر خالص در یک دمای ویژه منجمد می شوند. این نقطه به نام نقطه یوتکتیک نامیده می شود. امکان وجود بیش از یک نقطه یوتکتیک در برخی نمودار های فازی وجود دارد. نقطه یوتکتیک نقطه ای است که واکنش یوتکتیک رخ می دهد.



نقطه یوتکتیک را می توان به صورت تجربی با رسم نمودارهای نرخ سرد شدن در دامنه ای از ترکیب شیمیایی آلیاژ به دست آورد.


نمودارهای فازی برای آلیاژهای بسیار ساده دوتایی دارای نقطه یوتکتیک نیست. در این حالت مخلوط مذاب (مایع) در یک دامنه انجماد (دامنه دمایی) سرد شده و محلی جامد از دو عنصر تشکیل دهنده بوجود می آید.

این نمودار ساده فازی معمولا فقط وقتی بوجود می آید که دو عنصر بسیار شبیه به هم تشکیل آلیاژی را داده و یا بخشی از یک نمودار فازی پیچیده باشند.

[boomba]

رسم نمودار فازی بخش سوم

با سرد کردن آلیاژ از حالت مذاب و ثبت کردن نرخ سرد شدن آن، می توان دمای شروع انجماد را مشخص و در نمودار فازی رسم نمود. با انجام دادن آزمایشات تجربی به تعداد کافی در دامنه ای از ترکیب شیمیایی، یک منحنی شروع انجماد را در نمودار می توان رسم نمود. این منحنی به سه نقطه انجماد ساده (Single) ختم می شود و به خط لیکیدوس معروف است. بالای این خط فقط حالت مایع از آلیاژ وجود خواهد داشت.



به همان روشی که شکر در چای داغ حل می شود(محلول مایع)، برای یک عنصر نیز امکان اینکه در یک عنصر دیگر حل شده ،در حالی که هر در حالت جامد باقی بمانند، وجود دارد. به این امر حلالیت جامد می گویند که مشخصاً تا چند درصد وزنی وجود دارد. این حد حلالیت معمولا با دما تغییر می کند.

گستردگی منطقه حلالیت جامد را می توان در نمودار فازی رسم کرده و نامگذاری نمود. محلول جامدی از عنصر Bدر A(یعنی عمدتا عنصر A وجود داشته باشد)، به نام فاز آلفا(فاز تشکیل شده در سمت چپ نمودار) و وارون این حالت بتا (فاز تشکیل شده در سمت راست نمودار)نامیده می شود.


نکته قابل توجه در در مورد برخی از عناصر این است که برخی از این عناصر در حالت آلیاژی با یکدیگر دارای حلالیت صفر هستند(در همدیگر حل نمی شود). یک شاهد بسیار خوب آلیاژ های Al – Si است که آلومینیوم در سیلیکون حلالیت برابر با صفر دارد.

[boomba]

رسم نمودار فازی بخش چهارم

اگر ترکیب شیمیایی یک آلیاژ در منطقه کوچک محلول جامد و یا در کناره های نمودار فازی قرار نگیرد، آلیاژ در نقطه یوتکتیک به شکل کامل جامد می شود که این به شکل خط یوتکتیک در نمودار فازی نشان داده شده است.
در دماها و ترکیبات شیمیایی بین شروع انجماد و نقطه ای که جامد کامل به دست می آید(دمای یوتکیتیک)، مخلوطی خمیری از هر دو فاز آلفا یا بتا به شکل توده های جامد با مخلوطی مایع از A و B بوجود خواهد آمد. این منطقه را که به صورت جزیی جامد شده است، در نمودار فازی زیر می توانید مشاهده کنید.

منطقۀ قرار گرفته در زیر خط یوتکتیک و خارج از منطقۀ محلول جامد، مخلوطی از آلفا و بتا خواهد بود



خطوط ارتباطی و قانون اهرم Lever

آلیاژی را که در نمودار زیر نشان داده شده است، در دما و ترکیب مشخص ده در نظر بگیرید. در این دما آلیاژ مخلوطی از فازهای آلفا و مایع(مذاب) است اما ترکیب دقیق شیمیایی در این دما چیست؟



یک خط ایزوترمال(دمای ثابت) از نقطه مورد نظر رسم کنید. این خط دو منحنی حلالیت مجاورش را قطع می کند و به نام خط ارتباطی نامیده می شود(Tie Line). دوسر انتهایی این خط نشان دهنده ترکیب شیمیایی دو فاز موجود در حالت تعادل با دیگر فاز در این دما می باشد.

از نمودار می دانیم که فازهای آلفا و مذاب وجود دارند. خط ارتباطی نشان می دهد که فاز آلفا ۵/۲% B و فاز مذاب ۳۴/۵%B در این دما است. توجه داشته باشید که ترکیب کلی نمونه بدون تغییر مانده و ما فقط ترکیب شیمیایی فازهای تشکیل دهنده نمونه را تعیین می کنیم.



برای یک آلیاژ که در ترکیب شیمیایی Co و دمای Tx سرد شده است، خطوط ارتباطی برای جواب دادن به پرسشهای زیر بکار می رود:

-چه فازهایی وجود دارند؟

- ترکیب شیمیایی آنها چیست؟

- اگر دما تا Ty کاهش یابد، ترکیب شیمیایی دو فاز چگونه تغییر می کند؟

چون ترکیب شیمیایی Co و دمای Tx در منطقه فازی بتا + مذاب همدیگر را قطع می کنند، بنابراین فاز بتا و مذاب فازهای موجود هستند.



پاسخ پرسش دوم دربارۀ ترکیب شیمیایی:

بایستی خطی افقی از نقطه مورد نظر به نزدیکترین مرزهای نمودار فازی رسم کرد. این خط نشان دهنده موارد زیر خواهد بود:

<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->مذاب: X درصد وزنی از B

<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->فاز بتا: Y درصد وزنی B



با کاهش دما تا Ty خط جدیدی از نقطه مورد نظر که از تقاطع این دما و ترکیب شیمیایی به دست می آید، رسم کنید.

ترکیب شیمیایی عبارتست از:

<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->مذاب: X’ درصد وزنی از B

<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->فاز بتا: Y’ درصد وزنی B

بنابراین، هر دو فاز مذاب و بتا وقتی نمونه سرد شود،غنی تر از عنصر A می شود.



اکنون ما ترکیب شیمیایی دو فاز را می دانیم و نیاز به این داریم دریابیم که چه مقدار از هر فاز در دمای داده شده وجود دارد.

نسبت کسری از هر دو فاز را بوسیله قانون اهرم Lever می توان به دست آورد.

در نگاه اول این قانون گیج کننده به نظر می رسد. در واقع این قانون تبدیل جرم بوده و می توان آن را به شکل ریاضی تبدیل کرد.

ما ابتدا با یک ترکیب شیمیایی کلی Co آغاز کردیم. از خط ارتباطی رسم شده دریافتیم که دو فاز موجود در یک دمای خاص دو ترکیب شیمیایی مختلف دارند، اما مقدار کلی این دو ترکیب شیمیایی بایستی به مقدارترکیب کلی آلیاژ اضافه شود. این اساس قانون اهرم است.

[boomba]

EBSD 1

برای مبتدیانEBSD
مقدمه:
پراش الکترونی از الکترونهای برگشتی(EBSD) روشی است که برای بدست آوردن اطلاعات کریستالوگرافیک از یک نمونه در میکروسکوپ SEM است.در این راهنما سعی شده است که مفید بودن این تکنیک و مکانیسم آن توضیح داده شود.
مواد کریستالی و ریزساختار آنها:
مواد شناخته شده مانند فلزات، مواد معدنی و سرامیکها جزء مواد کریستالی هستند. در مواد کریستالی اتمها که تشکیل دهنده ماده هستند، در فضا به صورت متناوب تکرار می شوند.
به شبکه ۳ بعدی از نقاط که اتمها در این نقاط قرار گرفته اند، شبکه کریستالی می گویند. البته مشخص است که اندازه اتمها و فاصله بین گروههای تکرار شونده اتمها بسیار کوچک است. برای مثال در فلز آلومینیوم، اتمها در گوشه ها و وجوه یک مکعب قرار گرفته اند. هر ضلع مکعب طولی برابر ۰/۴۰۵ نانومتر (هر نانومتر برابر ۹-۱۰ متر است) دارد.

در مقیاس اتمی ساختار کربستالی مواد بسیار منظم و با قاعده است. برخی اوقات اتمها می توانند تشکیل تک کربستال ایی را می دهند که حتی در مقیاس میلیمتری دارای ساختار یکنواخت می باشند. همه ما شکل ظاهری کریستالهای طبیعی معدنی مانند کوارتز را می شناسیم. در این موارد شکل و تقارن کربستال نشان دهنده وجود نظم و قاعده در ساختار اتمی است. همچنین تک کریستالها را می توان به روشهایی ساخت. برای نمونه، قرصهای سیلیکونی تک کریستال مورد استفاده در صنایع میکروالکترونیک را می توان نام برد که دارای پهنهایی تا ۳۰ میلیمتری هستند.


سلول واحد آلومینیوم. اتمها در گوشه ها و مرکز وجوه مکعب قرار گرفته اند


سلول واحد آلومینا شامل اتمهای آلومینیوم (قرمز) و اکسیژن (سبز)


مواد معمولا تجمعی از دانه های تک کریستال هستند


ساختار کربستالی قابل مشاهده در یک قطعه ریختگی

به هر حال ساختار کربستالی فقط در فواصل کوتاه یکنواخت است. معمولا مواد متشکل از توده ای از دانه های تک کربستال هستند. برخی مواد به نام پلی کریستال معروف هستند که اندازه دانه ها می تواند از چند نانومتر تا دانه هایی که به چشم غیر مسلح قابل دیدن باشند، متغیر باشد. حتی در تک کریستال ها هم دانه ها دارای شبکه کامل و بدون نقص نیستند و می توانند دارای نقایصی باشند که اثر قابل توجهی بر رفتار مواد دارند. ریزساختار یک ماده وابسته به اجتماعی از دانه ها با یکدیگر به همراه دیگر اجزای میکروسکوپی از قبیل حفرات و آخال ها می باشد. مواد مهندسی از قبیل فولادها و آلومینیوم مواد پلی کربستال بوده و درنتیجه استفاده از روشهایی که بتوان ساختار این مواد را به صورت کامل و با آنالیز کرد، ضروری است. از نقطه نظر EBSD دو فاکتور مهم در مواد پلی کریستال وجود دارد که در آنالیز کردن این مواد کاربرد دارد. نخست اینکه در مواد پلی کریستال، کریستالها در دانه های مختلف دارای جهت گیری (Orientation) متفاوت هستند. یعنی اینکه لبه های شبکه کریستالی در دانه های مختلف دارای جهت گیری متفاوت هستند.در این باره بیشتر توضیح خواهد داده شد. دوم اینکه مواد پلی کربستال شامل مناطقی هستند که دانه های مختلف همدیگر را ملاقات می کنند، که به این نواحی مرزدانه می گوبند

[boomba]

پدیده اکسیداسیون در بوته های ذوب

منظور از اکسیداسیون یک بوته ذوب تغییر بافت شیمیایی و فیزیکی مواد آن- که نتیجه سوختن و از بین رفتن آرام و آهسته گرافیت می باشد- است.
گرافیت جزء اصلی بوته های رسی- گرافیتی است. این ماده در بوته های کاربید سیلیکونی نیز وجود دارد. حضور گرافیت یک هدایت دمایی و الکتریکی خوب و یک مقاومت به شوک دمایی عالی را تضمین می کند.این ماده نسبت به حملات شیمیایی مقاومت بسیار بالایی داشته و تنها در مذاب آهن حل می شود.گرافیت به عنوان یک جزء بوته، در دمای حدود 700 درجه سانتیگراد در حضور اکسیژن شروع به سوختن می کند.
از این رو، کلیه بوته های محتوی گرافیت لعاب داده می شوند. این لعاب باعث کاهش سوختن گرافیت بوته در فرایند ساخت حین پروسه آتش کاری و نیز موقع استفاده از آن در کارگاه ریخته گری خواهد شد.
با وجود این، اکسیداسیون عارضه عادی کلیه بوته های کهنه استفاده شده در ریخته گری های ذوب آلومینیوم است.
اگر بوته ها بدرستی جابجا و نگهداری شوند، سایش مکانیکی زیادی از خود نشان نخواهند داد؛ اما به هر حال در نهایت مجبور خواهیم شد به علت هدایت دمایی نامطلوب آنها را تعویض نماییم.
از طرف دیگر؛ بوته های ذوب فلزات سنگین توسط فلاسکهای ذوبی مذاب و شلاکه های مایع بتدریج فرسوده و از بین رفته ، و در نتیجه کاهش ضخامت دیواره در نهایت می بایست آنها را تعویض نماییم.
بوته های رسی- گرافیتی تنها دارای یک لعاب هستند. بوته های سیلیکونی بطور اضافه ای توسط مواد خاصی- که به طرز موثر از اکسیداسیون زودرس گرافیت ممانعت میکند- عمل آورده می شوند. این بدان معنی است که- با بعضی استثنائات- بوته های کاربید سیلیسیمی به دلیل دوام بهترشان، جهت ریخته گری آلومینیوم ترجیح داده می شوند.
منشاء اصلی اکسیداسیون به عنوان عارضه عادی استهلاک بوته های کهنه مورد استفاده همانا وقوع ترکهای مویی در لعاب، به علت تغییرات مکرر درجه حرارت است. در اینجا اتمسفر اکسید کننده کوره به داخل مواد بوته نفوذ کرده و اجازه سوختن بوته را می دهد.
در ریخته گری های آلومینیوم- بویژه تا آنجا که به بوته های نگهدار مرتبط است- دماهای کوره ها آنقدر پایین است که امکان Seal شدن برای این ترکها ی ظریف مقدور نخواهد بود.
در ریخته گری های فلزات سنگین، دماهای بالاتر، ترکهای مویی روی لعاب را مسدود خواهد کرد در نتیجه در اینجا اکسیداسیون- به شرطی که اتمسفر کوره بشدت اکسیدان نباشد- ناچیز خواهد بود.
اکسیداسیون عادی یک بوته بصورت ذیل پیشرفت می کند:
این پدیده را نمی توان روی بوته رویت کرد. افزایش آهسته از دست دادن گرافیت با کاهش ظرفیت حرارتی بوته معلوم می گردد.به عبارت دیگر؛ زمان به ازای هر بار ذوب و مصرف انرژی افزایش می یابد. هیچ چیزی نمی تواند مانع این پروسه گردد. در نهایت، هدایت حرارتی این بوته تا آن حد تنزل خواهد کرد که مجبور خواهیم شد آنرا با بوته ای نو تعویض نماییم.
با شکستن یک چنین بوته استفاده شده ای، بوضوح تغییر رنگی در مواد آن آشکار می شود:
این سطح شکسته دیگر رنگ آبی- سیاه اصلی، درخشش کریستال های SiC و ذرات گرافیت را از خود نشان نمی دهد، و توده ای متخلخل، تیره و کدر با تنها تعدادی کریستال SiC با رنگ روشن تا تیره خاکستری رنگ نشان خواهد داد.
به علت سوختن گرافیت، مواد اکسیده شده بوته: وزن، استحکام مکانیکی، هدایت الکتریکی، هدایت دمایی و مقاومت به شوک حرارتی خود را از دست می دهند. آنها متخلخل، ترد و عایق حرارت می گردند. آنها تحت تنشهای حرارتی بالاتر قرار گرفته، پوسته پوسته شده و فرو خواهند ریخت.
شروع و پیشرفت اکسیداسیون بستگی به روش حرارت دهی کوره و اتمسفر کوره دارد.
با توجه به حساسیت بوته به اکسیژن، شعله می بایست خنثی یا اندکی اکسیدی باشد.
المنتهای حرارتی در کوره های الکتریکی مقاومتی اتمسفر اوزنی O3 بوجود آورده که منجر به اکسیداسیون سریع بوته خواهند شد.
سازنده ها بوته های مورد استفاده در یک چنین کوره هایی را با لعابهای مخصوص در برابر این اکسیداسیون زودرس محافظت می کنند.
معمولا شرایط مشابهی در کوره های گاز سوز به علت افزوده شدن بخار آب محتوی در گازهای خروجی بوجود می آید.
در کوره های گازوئیل سوز شرایط اتمسفر کوره متفاوت است. اگر نوک زبانه های شعله در دودکش، رنگ سبز روشن به خود بگیرد، اتمسفر اندکی اکسیدان بوجود می آید.
یک شعله- از اندکی بیشتر- اکسیدان وقتی بوجود می آید که در همان محل زبانه های بلند و به شدت سبز مشاهده شود. این چنین شعله ای اکسیداسیون بوته را افزایش می دهد و می بایست از آن اجتناب کرد. در این اکسیداسیون نرمال و عادی بوته های مستعمل – کل جداره خارجی دیواره- بویژه در ذوب آلومینیوم- تحت تاثیر عارضه های این پدیده قرار می گیرد.
این امر بویژه در لبه بوته آنجا که بوته با سرپوش یا کاور کوره تلاقی میکند، مشاهده می گردد به علاوه، اتمسفر گردشی در داخل بوته ها باعث اکسیداسیون جداره داخلی آنها به سمت پایین تا سطح مذاب خواهد گشت. در این چنین مواردی منطقه لبه به سرعت ترد شده، در چندین نقطه ترک خورده، شکسته و فرو خواهد ریخت.
برای کاهش این اثرات، استفاده از یک طوقه محافظ آهنی توصیه می شود.
وقوع سایش در کوره هایی که بوته در آنها فرو برده می شود؛ نظیر انواع گذاشتن و برداشتن بوته بعید بنظر می رسد.
اکسیداسیون زیاد تری در جداره داخلی دیواره بوته وقوع خواهد یافت اگر بوته حرارت دیده تنها تا اندازه ای پر شده باشد یا حتی در مدت مدیدی خالی بماند.
برخی حالتها نیز وجود دارند که در آنها بدلایل ذیل، اکسیداسیون تنها به بعضی قسمتهای بوته محدود خواهد شد:
1- جذب رطوبت حین حمل انبار داری
2- آسیب های مکانیکی حین حمل و نقل
3- آسیب های مکانیکی حین استفاده
4- از دست دهی لعاب به علت تنظیم غلط شعله
جذب حتی اندکی رطوبت منجر به ترکیدن و ریختن لعاب حتی حین اولین حرارت دهی بوته شده و باعث تجزیه و حل شدن لعاب در بخشهای پائینی بوته خواهد شد. حتی بعد از چند ذوب اول، گرافیت بطور کامل سوخته، می بایست به علت عملکرد ضعیف بوته آنرا تعویض نماییم.
(شکل 1)
لبه های ته این بوته در نتیجه سوختن عمیق به طرز شدیدی آسیب دیده است. این بوته در حین جابجایی و حمل بصورت غلتاندن و یکبر کردن روی زمین آسیب دیده است. لعاب از لبه ته شکسته و از جداره پایین بوته شل شده است. اکسیداسیون از همان لحظه اول شروع شده و نواحی وسیعی را در بر گرفته است: از این طریق بوته عملا بی مصرف شده است.(شکل 2)
لبه های بوته نشان دهنده آسیب هایی است که از برخورد و ضربات مکرر ابزارها(مثلا میله های همزنی، پاتیل ها، ابزارهای کف و شلاکه گیر و...) ایجاد گشته است. این نقاط آسیب دیده و فرسوده ممکن است از هل دادن شمشها روی بوته نیز حاصل شده باشد.(شکل3)
شمشها می بایست به کمک انبر در داخل بوته قرار داده شوند ته داخل بوته تحت نیرویی که از طرف ابزارها جهت کندن و تراشیدن شلاکه ها به آن وارد آمده آسیب دیده است. دیواره بوته به دلیل آغاز اکسیداسیون پوسته پوسته شده و ریخته، و آنچنان نازک شده که در موقع قرار دادن شمش بعدی احتمالا خواهد شکست.
یک مشعل بد تنظیم شده باعث ایجاد شعله ای کوتاه و سخت گشته، این شعله بطور مستقیم به روی بوته برخورد داشته و از این طریق باعث بیش از حد حرارت دیدن آن از یک جانب گشته است.
لعاب چکه چکه ریزش کرده، اکسیداسیون شدید شروع شده و مواد سوخته شده بوته بصورت لایه هایی شکسته و ریخته شده است. اما در بقیه قسمتهای بوته هیچ عارضه ای ناشی از بیش از حرارت دیدگی غیر عادی مشاهده نمی شود.(شکل4)
یک شعله سخت و شدید- که گاهی بدلیل ایجاد مانعی جزیی جلوی نازل حاصل می آید- باعث ایجاد یک ناحیه گداخته به اندازه یک کف دست گشته است. دمای این ناحیه آنچنان بالا بوده که پروسه زینتر شدن منجر به ایجاد ترکهای انقباضی عمیقی گردیده است.(شکل5)
یک بوته برای ذوب برنز که در معرض شعله ای سخت و کوتاه بوده، لعاب بوته از این ناحیه ذوب شده و ریخته است. از این بدتر اپراتورها با شعله ای که مشخصا اکسید کننده بوده کار میکرده اند؛ و یک اکسیداسیون شدید و سریع در این ناحیه بی حفاظ بوته آغاز گشته است. بوته عملکردش را به سرعت از دست داده و تنها بعد از چند ذوب دهی مجبور شده اند آنرا تعویض نمایند

[boomba]

مهندسی معکوس چیست؟

مقدمه :

اگر سابقه ی صنعت و چگونگی رشد آن در کشورهای جنوب شرقی آسیا را مورد مطالعه قرار دهیم به این مطلب خواهیم رسید که در کمتر مواردی این کشورها دارای ابداعات فن آوری بوده اند و تقریبا در تمامی موارد، کشورهای غربی (‌آمریکا و اروپا) پیشرو بوده اند. پس چه عاملی باعث این رشد شگفت آور و فنی در کشورهای خاور دور گردیده است؟

در این نوشتار به یکی از راهکارهای این کشورها در رسیدن به این سطح از دانش فنی می پردازیم.

در صورتی که به طور خاص کشور ژاپن را زیر نظر بگیریم، خواهیم دید که تقریبا تمامی مردم دنیا از نظر کیفیت، محصولات آنها را تحسین می کنند ولی به آنها ایراد می گیرند که ژاپنی ها از طریق کپی برداری از روی محصولات دیگران به این موفقیت دست یافته اند.

این سخن اگر هم که درست باشد و در صورتی که کپی برداری راهی مطمئن برای رسیدن به هدف باشد چه مانعی دارد که این کار انجام شود. این مورد، به خصوص درباره ی کشورهای در حال توسعه و یا جهان سوم به شکاف عمیق فن آوری بین این کشورها و کشورهای پیشرفته دنیا، امری حیاتی به شمار می رود و این کشورها باید همان شیوه را پیش بگیرند (البته در قالب مقتضیات زمان و مکان و سایر محدودیت ها) به عنوان یک نمونه، قسمتی از تاریخچه ی صنعت خودرو و آغاز تولید آن در ژاپن را مورد بررسی قرار می دهیم:

تولید انبوه خودرو در ژاپن قبل از جنگ جهانی دوم و در سال 1920 بوسیله ی کارخانه های "ایشی کاواجیما" آغاز شد که مدل ژاپنی فورد آمریکایی را کپی کرده و به شکل تولید انبوه به بازار عرضه نمود.

همچنین شورلت ژاپنی AE جزو اولین خودرو های کپی شده آمریکایی توسط ژاپنی ها بود که به تعداد زیاد تولید می شد. سپس با تلاش های فراوانی که انجام شد (آنهم در شرایط بحرانی ژاپن در آن دوره) مهمترین کارخانه‌ی خودروسازی ژاپن یعنی "تویوتا" درسال 1932 فعالیت خود را با ساخت خودرویی با موتور "کرایسلر" آغاز نمود ، در سال 1934، نوع دیگری از خودرو را با موتور "شورلت" ساخته و وارد بازار نموده و از سال 1936، اولین تلاش ها برای ساخت خودروی تمام ژاپنی آغاز شد. البته تا مدت ها ژاپنی ها مشغول کپی برداری از اتومبیل های آمریکایی و اروپایی بودند.

آنها خودروی پاکارد و بیوک آمریکایی و رولزرویس، مرسدس بنز و فیات اروپایی را نیز تولید کردند که همین تولیدها زمینه ساز گسترش فعالیت خودروسازی ژاپن شد و سرانجام در دهه ی 1960 میلادی پس از سعی و کوشش فراوان ، اولین اتومبیل تمام ژاپنی که ضمنا دارای استاندارد جهانی بود، تولید و به بازار عرضه شد.

در تمامی مطلب فوق رد پای یک شگرد خاص و بسیار مفید به چشم می خورد که "مهندسی معکوس"(Reverse Engineering ) نام دارد.

مهندسی معکوس روشی آگاهانه برای دستیابی به فن آوری حاضر و محصولات موجود است. در این روش، متخصصین رشته های مختلف علوم پایه و کاربردی از قبیل مکانیک، فیزیک و اپتیک، مکاترونیک، شیمی پلیمر، متالورژی،الکترونیک و ...جهت شناخت کامل نحوه ی عملکرد یک محصول که الگوی فن آوری مذکور می باشد تشکیل گروه های تخصصی داده و توسط تجهیزات پیشرفته و دستگاه های دقیق آزمایشگاهی به همراه سازماندهی مناسب تشکیلات تحقیقاتی و توسعه های R&D "سعی در به دست آوردن مدارک و نقشه های طراحی محصول فوق دارند تا پس از مراحل نمونه سازی (Prototyping) و ساخت نیمه صنعتی (Pilot plant) در صورت لزوم ، تولید محصول فوق طبق استاندارد فنی محصول الگو انجام خواهد شد . همان گونه که اشاره شد استفاده از روش مهندسی معکوس برای کشورهای در حال توسعه یا عقب مانده روش بسیار مناسبی جهت دسترسی به فن آوری ، رشد و توسعه ی آن می باشد. این کشورها که در موارد بسیاری از فن آوری ها در سطح پایینی قرار دارند، در کنار روش ها و سیاست های دریافت دانش فنی، مهندسی معکوس را مناسب ترین روش دسترسی به فن آوری تشخیص داده و سعی می کنند با استفاده از روش مهندسی معکوس، اطلاعات و دانش فنی محصولات موجود ، مکانیزم عمل کرد و هزاران اطلاعات مهم دیگر را بازیابی کرده و در کنار استفاده ار روش های مهندسی مستقیم (Forward Engineering) و روش های ساخت قطعات ، تجهیزات ، تسترهای مورد استفاده در خط مونتاژ و ساخت مانند قالب ها ،گیج و فیکسچرها و دستگاههای کنترل، نسبت به ایجاد کارخانه ای پیشرفته و مجهز جهت تولید محصولات فوق اقدام نمایند. همچنین ممکن است مهندسی معکوس، برای رفع معایب و افزایش قابلیت های محصولات موجود نیز مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال در کشور آمریکا ، مهندسی معکوس توسط شرکت "جنرال موتور" بر روی محصولات کمپانی "فورد موتور" و نیز برعکس، برای حفظ وضعیت رقابتی و رفع نواقص محصولات به کار برده شده است.

بسیاری از مدیران کمپانی های آمریکایی، هر روز قبل از مراجعت به کارخانه، بازدیدی از جدیدترین محصولات عرضه شده در فروشگاه ها و نمایشگاه های برگزار شده انجام داده و جدیدترین محصولات عرضه شده مربوط به محصولات کمپانی خود را خریداری نموده و به واحد تحقیق و توسعه (R&D) تحویل می دهند تا نکات فنی مربوط به طراحی و ساخت محصولات مذکور و آخرین تحقیقات ، هر چه سریع تر در محصولات شرکت فوق نیز مورد توجه قرار گیرد.

جالب است بدانید که مهندسی معکوس حتی توسط سازندگان اصلی نیز ممکن است به کار گرفته شود . زیرا به دلایل متعدد، نقشه های مهندسی اولیه با ابعاد واقعی قطعات (مخصوصا زمانی که قطعات چندین سال پیش طراحی و ساخته و به دفعات مکرر اصلاح شده اند)مطابقت ندارد برای مثال جهت نشان دادن چنین نقشه هایی با ابعاد واقعی قطعات و کشف اصول طراحی و تلرانس گذاری قطعات، بخش میکروسوئیچ شرکت(Honywell) از مهندسی معکوس استفاده نموده و با استفاده از سیستم اندازه گیری (CMM Coordinate Measuring Machine) با دقت و سرعت زیاد ابعاد را تعیین نموده و به نقشه های مهندسی ایجاد شده توسط سیستم CAD منتقل می کنند.

متخصصین این شرکت اعلام می دارند که روش مهندسی معکوس و استفاده از ابزار مربوطه، به نحو موثری زمان لازم برای تعمیر و بازسازی ابزارآلات ، قالب ها و فیکسچرهای فرسوده را کم می کند و لذا اظهار می دارند که "مهندسی معکوس زمان اصلاح را به نصف کاهش می‌دهد."

مهندسین معکوس، اضافه بر اینکه باید محصول موجود را جهت کشف طراحی آن به دقت مورد مطالعه قرار دهند، همچنین باید مراحل بعد از خط تولید یعنی انبارداری و حمل و نقل را از کارخانه تا مشتری و نیز قابلیت اعتماد را در مدت استفاده ی مفید مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند. چرا که مثلا فرایند آنیلینگ مورد نیاز قطعه،ممکن است برای ایجاد مشخصات مورد نظر در هنگام عمل کرد واقعی محصول یا در طول مدت انبارداری و حمل و نقل طراحی شده و لزوم وجود آن تنها در هنگام اجرای مراحل مذکور آشکار خواهد شد.

چه بسا که بررسی یک پیچ بر روی سوراخی بر بدنه ی محصول (که به قطعات و اجزای دیگر متصل نشده) ، متخصصان مهندسی معکوس را ماه ها جهت کشف راز عملیاتی آن به خود مشغول کند، غافل از اینکه محل این پیچ، امکانی جهت تخلیه ی هوا، تست آب بندی یا امکان دسترسی به داخل محصول جهت تست نهایی می باشد. از سوی دیگر مهندسین معکوس باید عوامل غیر مستقیمی را که ممکن است در طراحی و تولید محصول مذکور تاثیر بگذارند، را به دقت بررسی نمایند. به دلیل اینکه بسیاری از این موارد با توجه به خصوصیات و مقتضیات زمانی و مکانی ساخت محصول مورد نظر، توسط سازندگان اصلی توجیه پذیر باشد اما ماجرای آن به وسیله ی مهندسین معکوس فاجعه ساز باشد. مثلا فرایند تولید قطعات تا حدود قابل توجهی بستگی به تعداد محصولات مورد نیاز و ... دارد . اگر تعداد محصولات مورد نیاز جهت کشور ثانویه در بسیار کمتر از کشور اصلی که در حد جهانی و بین‌المللی فعالیت نموده باشد پس به عنوان مثال تعیین فرایند یک قطعه با باکالیتی (نوعی مواد پلیمری) از طریق ساخت قالب های چند حفره ای با مکانیزم عملکرد خود کار با توجه به معضلات پخت قطعه در داخل قالب ، می تواند برای مجریان مهندسی معکوس فاجعه ساز باشد ( اگر که این مهندسان از فرایند های ساده تر با توجه به تیراژ تولید محصول و نیز خصوصیات تکنولوژیکی کشور خود استفاده نکنند.) بنابراین، مرحله ی بعد از کشف طراحی، تطبیق طراحی انجام شده بر مقتضیات زمانی و مکانی کشور ثانویه می‌باشد که باید به دقت مورد توجه متخصصین مهندسی معکوس واقع شود.

خلاصه اینکه مهندسی معکوس ممکن است یک کاربرد غیر معقول و نامناسب از کاربرد هنر و علم مهندسی به نظر برسد، اما آن یک حقیقت از زندگی روزمره ی ما به شمار می رود.


منبع :

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

[boomba]

جوشکاري قوس برقي و جوشکاري با گاز يا شعله

◄ تاريخچه مختصراز جوشکاري دستي قوس برقي(S.M.A.W):
قوس برقي در سال 1807توسط سرهمفري ديوي کشف شد ولي استفاده از آن در جوشکاري فلزات به يکديگر هشتاد سال بعد از اين کشف ، يعني در سال 1881 اتفاق افتاد. فردي به نام آگوست ديمري تنز در اين سال توانست با استفاده از قوس برقي و الکترود ذغالي صفحات نگهدارنده انباره باطري را به هم متصل نمايد.بعد از آن يک روسي به نام نيکولاس دي بارنادوس با يک ميله کربني که دسته اي عايق داشت توانست قطعاتي را به هم جوش دهد. وي در سال 1887 اختراع خود را در انگلستان به ثبت رساند.اين قديمي ترين اختراع به ثبت رسيده در عرصه جوشکاري دستي قوسي برقي مي باشد.فرايند جوشکاري با الکترود کربني در سالهاي 1880و1890در اروپا و آمريکا رواج داشت ولي استفاده از ولت زياد (100 تا 300ولت)و آمپر زياد (600تا 1000آمپر)در اين فرايند و فلز جوش حاصله که به علت ناخالصيهاي کربني شکننده بود همه باعث مي شد اين فرايند با اقبال صنعت مواجه نشود.
جهش از اين مرحله به مرحله فرايند جوشکاري با الکترود فلزي در سال 1889 صورت گرفت.در اين سال يک محقق روس به نام اسلاويانوف و يک آمريکايي به نام چارلز کافين(بنيانگذار شرکت جنرال الکتريک)هرکدام جداگانه توانستند روش استفاده از الکترود فلزي در جوشکاري با قوس برقي را ابداع نمايند.
در آغاز قرن بيستم جوشکاري دستي با قوس برقي مورد قبول صنعت واقع شد. عليرغم ايرادهاي فراوان(استفاده از مفتول لخت و بدون روکش)مورد استفاده قرار گرفت.در آمريکااز مفتول لخت که داراي روکش نازکي از اکسيد آهن که ماحصل زنگ خوردگي طبيعي و يا بخاطر پاشيدن عمدي آب بر روي کلافهاي مفتول قبل از کشيده شدن نهايي بود استفاده مي شد و گاهي اين مفتول لخت با آب آهک آغشته مي شد تا در هر دو وضعيت بتواند ثبات قوس برقي را بهتر فراهم آورد.آقاي اسکار کجل برگ سوئدي را بايد پدر الکترودهي روکش دار مدرن شناخت وي نخستين شخصي بود که مخلوطي از مواد معدني و آلي را به منظور کنترل قوس برقي و خصوصيات مورد نظر از فلز جوش حاصله با موفقيت به کار برد.وي اختراع خود را در سال 1907 به ثبت رساند.ماشينهاي جوشکاري با فعاليت هاي فوق الذکر به روند تکاملي خود ادامه مي دادند.در سالهاي 1880 مجموعه اي از باطري پر شده به عنوان منبع نيرو در ماشين هاي جوشکاري به کار گرفته شد.تا اينکه در سال 1907 نخستين دستگاه Generator جوشکاري به بازار آمريکا عرضه شد.

◄ جوشکاري با گاز يا شعله:
جوشکاري با گاز يا شعله يکي ازاولين روشهاي جوشکاري معمول در قطعات آلومينيومي بوده و هنوز هم در کارگاههاي کوچک در صنايع ظروف آشپزخانه و دکوراسيون و تعميرات بکارميرود. در اين روش فلاکس يا روانساز يا تنه کار براي برطرف کردن ليه اکسيدي بکار ميرود.
مزايا:سادگي فرايند و ارزاني و قابل حمل و نقل بودن وسايل
محدوده کاربرد:ورقهاي نازک 8/0تا 5/1ميليمتر
محدوديتها:باقي ماندن روانساز لابلاي درزها و تسريع خوردگي - سرعت کم – منطقه H.A.Zوسيع است .
قطعات بالاتر از 5/2ميليمتر را به دليل عدم تمرکز شعله و افت حرارت بين روش جوش نميدهند.
حرارت لازم در اين روش از واکنش شيميايي گاز با اکسيژن بوجود مي ايد.
حرارت توسط جابجايي و تشعشع به كار منتقل مي شود. قدرت جابجايي به فشار گاز و قدرت تشعشع به توان چهارم درجه حرارت شعله بستگي دارد. لذا تغيير اندکي در درجه حرارت شعله مي تواند ميزان حرارت تشعشعي و شدت آنرا بمقدار زيادي تغيير دهد.درجه حرارت شعله به حرارت ناشي از احتراق و حجم اکسيژن لازم براي احتراق و گرماي ويژه و حجم محصول احتراق(گازهاي توليد شده) بستگي دارد. اگر از هوا براي احتراق استفاده شود مقدار ازتي که وارد واکنش سوختن نمي شود قسمتي از حرارت احتراق راجذب کرده و باعث کاهش درجه حرارت شعله مي شود.بنابرين تنظيم کامل گاز سوختني و اکسيژن لازمه ايجاد شعله بادرجه حرارت بالاست. گازهاي سوختني نظير استيلن يا پروپان يا هيدروژن و گاز طبيعي نيز قابل استفاده است که مقدار حرارت احتراق و در نتيجه درجه حرارت شعله نيز متفاوت خواهد بود. در عين حال معمولترين گاز سوختني گاز استيلن است.
تجهيزات و وسايل اوليه اين روش شامل سيلندر گاز اکسيژن و سيلندر گاز استيلن يا مولد گاز استيلن و رگولاتور تنظيم فشار براي گاز و لوله لاستيکي انتقال دهنده گاز به مشعل و مشعل جوشکاري است.
استيلن با فرمول C2H2 و بوي بد در فشار بالا ناپيدار و قابل انفجار است و نگهداري و حمل و نقل آن نيازبه رعايت و مراقبت بالا دارد.فشار گاز در سيلندر حدود psi 2200است و رگولاتورها اين فشار را تا زير psi 15 پايين مي آورند.و به سمت مشعل هدايت مي شود.(در فشارهاي بالا ايمني کافي وجود ندارد).توجه به اين نکته نيز ضروري است که اگر بيش از 5 مترمکعب در ساعت ازاستيلن استفاده شود از سيلندر استن بيرون خواند زد که خطرناک است.
بعضي اوقات از مولدهاي استيلن براي توليد گاز استفاده مي شود. بر اساس ترکيب سنگ کاربيد با آب گاز استيلن توليد ميشود.
CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2


روش توليد گاز با سنگ کاربيد به دو نوع کلي تفسيم ميشود.

1-روشي که آب بر روي کاربيد ريخته ميشود.
2-روشي که کاربيد با سطح آب تماس حاصل ميکند و باکم و زياد شده فشار گاز سطح آب در مخزن تغييرمي کند.

رگولاتورها(تنظيم کننده هاي فشار) هم داراي انواع گوناگوني هستند و براي فشارهاي مختلف ورودي و خروجي مختلف طراحي شده اند.رگولاتورها داراي دو فشارسنج هستند که يکي فشار داخل مخزن و ديگري فشار گاز خروجي را نشان ميدهند. رگولاتورها در دو نوع کلي يک مرحله اي و دو مرحله اي تقسيم ميشوند که اين تقسيم بندي همان مکانيزم تقليل فشار است. ذکر جزييات دقيق رگولاتورها در اينجا ميسر نيست اما اطلاع از فرايند تنظيم فشار براي هر مهندسي لازم است(حتما پيگير باشيد).



کار مشعل آوردن حجم مناسبي از گاز سوختني و اکسيژن سپس مخلوط کردن آنها و هدايتشان به سوي نازل است تا شعله مورد نظر را يجاد کند.

◄ اجزا مشعل:
الف-شيرهاي تنظيم گاز سوختني و اکسيژن
ب-دسته مشعل
ج-لوله اختلاط
د-نازل

قابل ذکر اينکه طرحهاي مختلفي درقسمت ورودي گاز به لوله اختلاط مشعل وجود دارد تا ماکزيمم حرکت اغتشاشي به مخلوط گازها داده شود و سپس حرکت گاز در ادامه مسير در ادامه مشعل کندتر شده تا شعله اي آرام بوجود ايد.
در انتها يادآور مي شود مطالب بسيار زيادي در اين خصوص وجود داشت که بدليل عدم امکان نمايش تصاوير که عمدتا اسکن هم نشده اند بيش از اين به شرح و توضيح آنها نپرداختم.از جمله ين مطالب شناسايي نوع شعله(از لحاظ قدرت و کاربرد) بود. يا نشان دادن چند نوع رگولاتور از نماي شماتيک و ... .

◄ پيچيدگي (Distortion) :
پيچيدگي و تغيير ابعاد يکي ازمشکلاتي است که در اثر اشتباه طراحي و تکنيک عمليات جوشکاري ناشي ميشود. با فرض اجتناب از ورود به مباحث تئوريک تنها به اين مورد اشاره ميکنيم که حين عمليات جوشکاري به دليل عدم فرصت کافي براي توزيع يکنواخت بار حرارتي داده شده به موضع جوش و سرد شدن سريع محل جوش انقباضي که ميبايست در تمام قطعه پخش ميشد به ناچار در همان محدوده خلاصه ميشود و اين انقباض اگر در محلي باشد که از نظر هندسي قطعه زاويه دار باشد منجر به اعوجاج زاويه اي(Angular distortion) ميشود.در نظر بگيريد تغيير زاويه اي هرچند کوچک در قطعات بزرگ و طويل چه ايراد اساسي در قطعه نهايي ايجاد مي کند.
حال اگر خط جوش در راستي طولي و يا عرضي قطعه باشد اعوجاج طولي و عرضي(Longitudinal shrinkage or Transverse shrinkage) نمايان ميشود. اعوجاج طولي و عرضي همان کاهش طول قطعه نهايي ميباشد. اين موارد هم بسيار حساس و مهم هستند.
نوع ديگري از اعوجاج تاول زدن يا طبله کردن و يا قپه (Bowing) ميباشد.
ذکر يکي از تجربيات در اين زمينه شايد مفيد باشد. قطعه اي به طول 20 متر آماده ارسال براي نصب بود که بنا به خواسته ناظرميبايست چند پاس ديگر در تمام طول قطعه جوش داده ميشد.تا ساق جوش 2-3ميليمتر بيشتر شود.بعد از انجام اينکارکاهش 27ميليمتري در قطعه بوجود آمد. و اين يعني فاجعه .چون اصلاح کاهش طول معمولا امکان پذير نيست و اگر هم با روشهاي کارگاهي کلکي سوار کنيم تنها هندسه شکل رااصلاح کرده ايم و چه بسا حين استفاده از قطعه آن وصله کاري توان تحمل بارهاي وارده را نداشته باشد و ايرادات بعدي نميان شود.
بهترين راه براي رفع اين ايراد جلوگيري ازبروز Distortion است. و(طراح يا سرپرست جوشکاري خوب) کسي که بتواند پيچيدگي قطعه را قبل ازجوش حدس بزند و راه جلوگيري از آن راهم پيشنهاد بدهد.

◄ بعضي راهکارهاي مقابله با اعوجاج:

1- اندازه ابعاد را کمي بزرگتر انتخاب کرده ...بگذاريم هر چقدر که ميخواهد در ضمن عمليات تغيير ابعاد و پيچيدگي در آن ايجاد شود.پس از خاتمه جوشکاري عمليات خاص نظير ماشين کاري...حرارت دادن موضعي و يا پرسکاري براي برطرف کردن تاب برداشتن و تصحيح ابعاد انجام ميگيرد.
2- حين طراحي و ساخت قطعه با تدابير خاصي اعوجاج را خنثي کنيم.
3- از تعداد جوش کمتر با اندازه کوچکتر براي بدست آوردن استحکام مورد نياز استفاده شود.
4-تشديد حرارت و تمرکز آن بر حوزه جوش در اينصورت نفوذ بهتري داريم و نيازي به جوش اضافه نيست.
5- ازدياد سرعت جوشکاري که باعث کمتر حرارت ديدن قطعه ميشود.
6- در صورت امکان بالا بردن ضخامت چراکه در قطعات با ضخامت کم اعوجاج بيشتر نمود دارد.
7- تا حد امکان انجام جوش در دوطرف کار حول محور خنثي
8- طرح مناسب لبه مورد اتصال که اگر صحيح طراحي شده باشد ميتواند فرضاً مصالح جوش را در اطراف محور خنثي پخش کند و تاحد زيادي از ميزان اعوجاج بکاهد.
9- بکار بردن گيره و بست و نگهدارنده باري مهار کردن انبساط و انقباض ناخواسته درقطعه

◄ عوامل مهم بوجود آمدن اعوجاج :
1- حرارت داده شده موضعي , طبيعت و شدت منبع حرارتي و روشي که اين حرارت به کار رفته و همچنين نحوه سرد شدن
2- درجه آزادي يا ممانعت بکار رفته براي جلوگيري از تغييرات انبساطي و انقباظي. اين ممانعت ممکن است در طرح قطعه وجود داشته باشد و يا از طريق مکانيکي (گيره يا بست يا نگهدارنده و خالجوش)اعمال شود.
3- تنش هاي پسماند قبلي در قطعات و اجزا مورد جوش گاهي اوقات موجب تشديد تنش هاي ناشي از جوشکاري شده و در مواردي مقداري از اين تنش ها را خنثي ميکند.
4- خواص فلز قطعه کار واضح است که در شرايط مساوي طرح اتصال(هندسه جوش) و جوشکاري مواردي مانند ميزان حرارت جذب شده در منطقه جوش و چگونگي نرخ انتقال حرارت و ضرايب انبساط حرارتي و قابليت تغيير فرم پذيري و استحکام و بعضي خواص ديگر فلز مورد جوش تاثير قابل توجهي در ميزان تاب برداشتن دارد. مثلا در قطعات فولاد آستنيتي زنگ نزن مشکل پيچيدگي به مراتب بيشتر از فولاد کم کربن معمولي ميباشد

[boomba]

1. آبکاری فلزات – اسرافيل بشارت – انتشارات طراح – 1380

2. آزمايشگاه متالوگرافی – افسانه ربيعی – انتشارات جزيل – 1371

3. آزمون مواد – ورنون جان – علی حائريان – انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد – 1375

4. آشنايی با تجزيه شيميايی پلاستيکها - ا.کروس - ا.لانگ - محمود محراب زاده - مرکز نشر دانشگاهی تهران – 1365

5. آشنايی با متالورژی فيزيکی – س. ه. اونر – علی اکبر آهنی – انتشارات فن افراز – 1375

6. آلياژهای سبک : آلومينيوم، منيزيم و تيتانيم – آی. جی. پالمير – رضا محمودی – اردشير طهماسبی – انتشارات ارکان – 1380

7. آماده سازی سطوح فلزی – روشهای رنگ آميزی – سيد محمود کيثريها – حسين ذبيحی – ناشر: سيد محمود کيثريها – حسين ذبيحی - 1365

8. ابزار شناسايی ساختار مواد – يوسف خرازی – امير شيخ غفور – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1380

9. استخراج فلزات ( پيرو ، هيدرو و الکترو متالورژی ) – رضا قاسم زاده – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1377

10. اصول تئوری و عملی آندايزينگ آلومينيوم – محمدتقی صالحی – حسين بيدختی – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1380

11. اصول خوردگی و حفاظت فلزات – جمشيد مفيدی – انتشارات دانشگاه تهران – 1377

12. اصول ريخته گری متالورژی – تکنولوژی – جلال حجازی – انتشارات دانشگاه علم و صنعت – 1375

13. اصول شکل دهی فلزات – اiS.Kumar – عليرضا فلاحی – فتح الله حسينعلی ثانی – انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی امير کبير - 1378

14. اصول طراحی سيستمهای راهگاهی و تغذيه گذاری چدنها – رحمان خسروی – انتشارات جامعه ريخته گران ايران – 1368

15. اصول طراحی قالبهای پلاستيک و باکليت – ال. سورس – مصطفی نجومی – ناشر : قائم – 1373

16. اصول طراحی مدلها و قالبهای ريخته گری – مراد سليمی – ناشر : مؤلف - 1370

17. اصول طراحی مدل و قالب قطعات ريخته گری – محمدحسن جولازاده – انتشارات جهاددانشگاهی واحد اصفهان – 1372

18. اصول علم مواد( خواص و مهندسی مواد) – حسين تويسرکانی – انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان – 1370

19. اصول متالورژی مکانيکی – و.ج.مک گريگور تگارت – علی حائريان اردکانی – انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد – 1370

20. اصول مهندسی نورد – محمد حسن مشکسار – انتشارات دانشگاه شيراز – 1381
21. اصول نقشه کشی و طراحی قالب از غارها تا کامپيوتر – يوسف ستاره شناس – 1371

22. اصول نوين جوشکاری –اAndrew D.Althouse-Carl H. Turinquist- William A.Dowditchi– محمد سلطان بيگی – اردشير هنربخش – انتشارات آذر – 1370

23. اصول و کاربرد عمليات حرارتی فولادها (ويرايش دوم) – محمد علی گلعذار – انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان - 1378

24. الاستيسيته نظری و کاربردی – هربرت رايزمن – پيتر پاوليک – عباس راستگو – مؤسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران – 1380

25. انتخاب مواد برای طراحی مهندسی – محمود ام. فرق – علی حائريان اردکانی – محسن حدادسبزوار – فاتح فاضلی – انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد – 1379

26. انتقال حرارت در متالورژی – رضا قاسم زاده – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1373

27. انجماد فلزات – احمد منشی – رضا مرادی عليعربی – انتشارات ارکان – 1378

28. انجماد و اصول متالوژِيكی ريخته گری – جلال حجازی – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1372

29. برنامه ريزی مهندسی حمل و نقل و تحليل جابجايی مواد – محمد سيدحسينی – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1380

30. پرکننده ها، نگرشی بر خواص و موارد استفاده ی آنهادر صنعت لاستيک – شرکت مهندسی و تحقيقات صنايع لاستيک – ناشر : مرکز نشر سحر – 1377

31. ترموديناميک مواد (جلد اول) – دويد و. راگون – جعفر خليل علافی – انتشارات دانشگاه صنعتی سهند – 1377

32. تصاوير استريوگرافی و کاربرد آنها در مکانيک سنگ – استيفن پريست – محمود فاطمی عقدا – وحيد صائب فر – انتشارات دانشگاه هرمزگان – 1377

33. تعيين ساختار بلور – ويليام کلگ – محمد خراسانی – احمد خراسانی – انتشارات دانشگاه شهيد بهشتی – 1381

34. تکنولوژی جوشکاری – علی رمضانخانی – انتشارات قائم – 1378

35. تکنولوژی رنگ کاری در صنايع چوب – عباسعلی طهماسبی – انتشارات سازمان آموزش فنی و حرفه ای کشور – 1374

36. تکنولوژی فرآوری مواد معدنی روشهای پرعيارسازی ثقلی – بهرام رضايی – انتشارات دانشگاه هرمزگان – 1377

37. تکنولوژی فرزکاری: شامل روش تراش کره – نيم کره داخلی – مته – کوپلينگ تيغ فرز – بادامک – هزارخار و ... – محمدعلی نقی زاده – 1368

38. تکنولوژی قالب های فورجينگ و فورمينگ – مهدی اشتری – انتشارات خجسته – 1379

39. تکنولوژی و فرآيند توليد چدن در کوره بلند – سيروس مؤتمن – انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری انتشارات ذوب آهن - 1367

40. تکنولوژی و کاربرد مواد چندسازه (کامپوزيتها) – ای. آندرسون – ب. لوکس – سعيد دروديانی – انتشارات مرکز نشر دانشگاهی – 1373
--------------------------------------------------------------------------------

41. تکنيک علمی و عملی جوشکاری – محمد علی شکری هراتی – انتشارات علم و صنعت 110 - 1370

42. تئوری و عملی متالورژی – ال- ک- آلن – علی اکبر قاری نيت – انتشارات ثمين - 1373

43. تئوری و فناوری ساخت لعابهای سراميک – بهمن ميرهادی – انتشارات : مرکز نشر پروفسور حسابی – 1380

44. جوشکاری با قوس الکتريکی – علی رمضانخانی – انتشارات : سازمان آموزش فنی و حرفه ای کشور مديريت پژوهش – 1372

45. جوشکاری پلاستيک ها – افسانه ربيعی – انتشارات شهر آب - 1370

46. چوب خشک کنی در هوای آزاد – ريموند ريتس – رفوس پيج – قنبر ابراهيمی – انتشارات علمی و فنی – 1362

47. خستگی فلزات – ميرکو کلسينل – پيتر لوکاچ – علی اکبر اکرامی – انتشارات مرکز نشر دانشگاهی - 1380

48. خمکاری – انتشارات سازمان آموزش فنی حرفه ای کشور – مديريت پژوهش – 1373

49. خمکاری (مسائل برگ ارزيابی صفحات کار) – مديريت پژوهش – انتشارات سازمان آموزش فنی و حرفه ای کشور – 1373

50. خوردگی آلياژهای مهندسی در دمای بالا – مرتضی تميزی فر – مهرداد عضوامينيان – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران - 1378

51. درآمدی بر تعادل فازی در سراميکها – کليفتون. جی. برگرون – سابهاش. اچ. ريسبود– فتح الله مضطرزاده – واهاک مارقوسيان – اسماعيل صلاحی – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1378

52. دوره آموزشی ساخت کامپوزيتها ، فايبرگلاسها ، کامپوزيتهای کربنی – انجمن سازندگان مواد مرکب سی. اف. ای. – مسعود اسماعيلی – نشر طراح – 1381

53. راهنمای جوش و اتصالات جوشی – شاپور طلاحونی – نشر توسعه ايران – 1380

54. روش آموزش قالب سازی – گروه صنايع بوش آلمان – ژرهايرر آشوقيان – نشر قطره – 1370

55. ريخته گری پوسته فولاد – هانس ف. شروه – محمد رضا افضلی – مرکز انتشارات صنعت فولاد - 1370

56. ريخته گری چدن – محمد حسين فتحی – انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان – 1374

57. ريزساختار قطعات ريختگی – فرهاد رهبری – انتشارات : جامعه ريخته گران ايران - 1371

58. زغال سنگ و بيوتکنولوژی – قاسم نجف پور – انتشارات دانشگاه هرمزگان – 1378

59. ساختار فلزات زير ميکروسکوپ نوری – ا. تومر – داود خرازيکار – انتشارات دانشگاه صنعتی سهند

60. سراميکها و مواد نسوز – احمد منشی – انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی اصفهان - 1
--------------------------------------------------------------------------------

61. شکل دادن فلزات (مکانيک و متالورژی) – ويليام ف. هاسفورد – رابرت م. کدل – محمد رضا افضلی – مؤسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شريف – 1374

62. شمش ريزی – جلال حجازی – انتشارات : جامعه ريخته گران ايران – 1370

63. شناخت و کاربرد سراميکها – هيأت مؤلفان – انتشارات : نشر يزد – 1378

64. شناسايی سريع و غيرتخريبی فلزات با استفاده از آزمايش قطره – ام. ال. ويلسون – مهدی اعتزازی – محمدرضا باطنی – مجيد خائفی – نشر ارکان اصفهان – 1376

65. صنعت ورق کاری روشهای ساخت و توليد – ن. مدوديوک – ی. يوخنا – انتشارات علمی و فنی – تهران – 1379

66. طراحی اجزاء – مهدی اخلاقی – انتشارات دانشگاه صنعتی اميرکبير - 1364

67. iطراحی و ساخت قالبهای دايکاست – اErnestBrunhuber – محمدرضا فرامرزی – عبدا... ولی نژاد – انتشارا ت طراح – 1378

68. طراحی و ساخت قالب و قيود –iKeller , Eberhardا– عبدالله ولی نژاد – انتشارات : مؤسسه نشر علوم نوين – 1376

69. طراحی و ساخت مدلهای ريخته گری – رالف رلر – عبدالله ولی نژاد – ناشر : مؤسسه نشر علوم نوين – 1375

70. طراحی و محاسبه انواع قالب های فلزی – غلامحسين اردلان – مؤسسه انتشارات قائم – 1371


71. طرح و تحليل پلاستيک قاب ها – ج. بيکرو – علی کاوه – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1368
72. عمليات حرارتی چدن ها، فولادها و آلياژهای غير آهنی – محمود منيرواقفی – انتشارات : اصفهان شفق – 1369
73. عمليات کارگاهی آلومينيم – و. همگن – اردشير طهماسبی – انتشارات : مرکز نشر دانشگاهی تهران – 1367

74. عمليات گرمايی، ساختار و خواص آلياژهای غيرآهنی – چارل ار. بروکس – اردشير طهماسبی – مرکز نشر دانشگاهی – 1380

75. عيوب عمليات حرارتی – محمدحسن جولازاده – انتشارات جهاد دانشگاهی صنعتی اصفهان با همکاری ذوب آهن اصفهان – 1371

76. فرايندهای فلزکاری – پ. پلوخين – خسرو نادران طحان – انتشارات : مرکز نشر دانشگاهی - 1369

77. فولادسازی در کوره های زيمنس – مارتين و کنورتر – ج. اويکس – احمد پاکزاد – انتشارات : مرکز نشر دانشگاهی - 1366

78. فولادها ، ساختار ميکروسکپی و خواص – آر. هانی کامب – انتشارات جهاددانشگاهی دانشکده فنی دانشگاه تهران – 1370

79. کاربرد مواد افزودنی در ماسه های ريخته گری – رحت الله عمادی – انتشارات ارکان – 1370

80. کاربرد و عمليات حرارتی فولادها – ای. کامنيچنی – مسعود رضا شاکری – انتشارات مرکز نشر دانشگاهی – 1372
81. كائوچوهای مصنوعی ؛ فرمولاسيون ، خواص و كاربردها – شركت مهندسی و تحقيقات صنايع لاستيك – انتشارات سمر – 1375

82. کائوچوی طبيعی ، ساختمان ، خواص و کاربردها – شرکت مهندسی و تحقيقات صنايع لاستيک – مرکز نشر سمر - 1376

83. کتاب جامع فلزکاری – ماکينکو – بيژن شادپی – انتشارات گوتنبرگ – 1372

84. کنترل خوردگی در صنايع – سيد محمد سيدرضی – انتشارات: انجمن خوردگی ايران – 1375

85. کنترل فرايند توليد واختلالات در کوره بلند – ثانی عابدينی – انتشارات ارکان اصفهان – 1377

86. کوره های سراميک – کی ميو کيوتانی – علی نمازی – مرکز نشر دانشگاهی – 1372

87. گام به گام طراحی و ساخت قالبهای برش – پاکوئين جی آر – عبدالله ولی نژاد – انتشارات : نشر طراحی - 1379

88. لحيم کاری (اصول لحيم کاری – لحيم کاری در الکترونيک) – هوشنگ نحوی – انتشارات پژوهش - 1366

89. مبانی آميزه كاری و فراورش لاستيك – هری لانگ – عبدالرضا جعفری و ديگران – مركز نشر دانشگاهی – 1375

90. مبانی ترموديناميک در متالورژی (جلد اول) – ديويد گسکل – علی سعيدی – مرکز انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان – 1378

91. مبانی تصفيه فلزات – تورول ابل انگ – محمدرضا ابوطالبی – محمدرضا افشار مقدم – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1377

92. مبانی فيزيک خاک – عبدالرحمن برزگر – انتشارات دانشگاه شهيد چمران اهواز – 1380

93. متابوليسم سرب و مسموميتهای ناشی از آن – عباس صاحبقدم لطفی – انتشارات دانشگاه تربيت مدرس - 1367

94. متالورژی پاتيلی – ی. زکلی – ی. کارلسون – ل. هلی – پيام منصوری – عباس حداديان – مرکز انتشارات صنعت فولاد – 1373

95. متالورژی پودر – راندل ژرمن – مجتبی ناصريان ريابی – انتشارات : نشر ميلاد – 1375

96. متالورژی پودر – فريتس وی. لنل – پروين عباچی – مؤسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شريف - 1386

97. متالورژی مکانيکی – جورج دنيز – گروه متالورژی جهاد دانشگاهی دانشگاه علم و صنعت – انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه علم و صنعت – 1367

98. متالورژی فيزيکی (اصول و مبانی) – و. راقاوان – مرتضی تميزی فر – مالک نادری – حسين ميرحسينی – مرکز انتشارات علمی دانشگاه آزاد اسلامی – 1377

99. متالورژی کاربردی فولادها (1) – مرعش مرعشی – انتشارات شرکت نورد و توليد قطعات فولادی - 1373

100.متالورژی مس – حکمت رضوی زاده – رامز وقار – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1372
101.متالورژی مکانيکی : آشنايی با نابجاييها – درک هال – دی. جی. بيکن – علی اکبر اکرامی – مؤسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شريف – 1374

102.مجموعه مقالات متالورژی (1) – زير نظر محمد تقی بانکی – انتشارات : مرکز نشر صنعت فولاد - 1370

103.مقدمه ای بر انجماد فلزات – دبليو. سی. وينگارد – فخرالدين اشرفی زاده – حسن ابطحی فروشانی – مرکز انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان – 1376

104.مقدمه ای بر مبانی آميزه کاری و تکنولوژی لاستيک – شرکت مهندسی و تحقيقات صنايع لاستيک – مرکز نشر ثمر – 1375

105.مکانيک سنگ رفتار برشی درزه های سنگ ( پايداری و تغيير شکل پذيری ) – عبدالعظيم اميرشاه کرمی – انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اميرکبير – 1381

106.مواد اوليه لعابها و رنگها و محاسبه آنها – بهمن ميرهادی – انتشارات : مرکز نشر پروفسور حسابی - 1380

107. مواد قالبگيری برای ريخته گری فلزات – محمدحسين فتحی – انتشارات اركان اصفهان - 1370

108. مواد کاپوزيت با نگرشی بر روشهای نوين آناليز حرارتی – محمد رضا فيروزمنش باهمکاری سيمين يزدان – نشر نگاه دانش – تهران – 1379

109. مواد مهندسی و کاربردهای آنها – فلين – حبيب الله ناظری – انتشارات ذوقی – تبريز

110. مواد و فرايندهای پرسکاری – ا. د. لاسکوئه – هادی اسماعيل زاده – مرکز انتشارات صنعت فولاد – 1371

111. مونتاژ توليدات فلزی – وزارت کار و امور اجتماعی – انتشارات صندوق کارآموزی - 1353

112. مهندسی خوردگی و حفاظت از فلزات – منصور فرزام – مؤسسه چاپ و انتشارات يادواره کتاب – 1378

113. مهندسی طلا سازی تئوری و عملی – ارهارد برپل – محمدرضا فرامرزی – نشر طراح – 1380

114. نگرشی نوين بر طراحی سيستمهای راهگاهی – محمد علی بوترابی – غلامرضا کزازی – بهرام مصلح – شهروز نفيسی – انتشارات مرکز تحقيقات ريخته گری – 1376

115. هيدرومتالورژی : کتاب مرجع درسی – فتحی حبشی – ضياءالدين شفائی – محمود عبداللهی – انتشارات دانشگاه شاهرود – 1378

116. ورقکاری – جواد فرازمند – انتشارات سازمان آموزش فنی و حرفه ای – 1363