Μελέτη μεθοδολογίας ελέγχου και μη καταστροφικός έλεγχος με υπερήχους συγκολλήσεων δια τριβής με ανάδευση κράματος αλουμινίου 5083-Η111

Abstract

Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία, σκοπός είναι ο σχεδιασμός μιας γεωμετρίας που να προσεγγίζει όσο το δυνατόν καλύτερα τη γεωμετρία μιας συγκόλλησης δια τριβής με ανάδευση, με στόχο την εξασφάλιση αξιόπιστου και ολοκληρωμένου ελέγχου σε συγκολλήσεις κράματος αλουμινίου, με τη μέθοδο του μη καταστροφικού ελέγχου των υπερήχων. Στα πρώτα δύο κεφάλαια γίνεται αναφορά στις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του αλουμινίου, καθώς και στη συγκόλληση δια τριβής μέσω ανάδευσης (FSW), εμβαθύνοντας στη γεωμετρία της (κύριες ζώνες συγκόλλησης) και άλλα χαρακτηριστικά της, όπως για παράδειγμα οι ιδιότητες του εργαλείου που τελεί τη συγκόλληση και οι επιδράσεις τους σε αυτή. Στο κεφάλαιο 3, παρουσιάζονται οι κυριότερες μη καταστρεπτικές μέθοδοι ελέγχου, με τα πεδία εφαρμογής τους, τα μειονεκτήματα και τα πλεονεκτήματά τους έναντι των «συμβατικών» μεθόδων και παρατίθεται συγκριτικός πίνακας αξιολόγησης των μεθόδων. Στη συνέχεια ακολουθεί (κεφάλαιο 4), η φυσική των υπερήχων, με ιστορικά στοιχεία σε πρώτο στάδιο και μετέπειτα αναλύονται τα γενικά χαρακτηριστικά τους, τα είδη των υπερηχητικών κυμάτων, το πώς παράγονται οι υπέρηχοι, η δέσμη των υπερήχων και οι ζώνες της – γεωμετρικά χαρακτηριστικά. Στο πέμπτο κεφάλαιο δίνεται ο εξοπλισμός και η μεθοδολογία ελέγχου των υπερήχων. Εδώ μπορούμε να αντλήσουμε πληροφορίες για τις φορητές και αυτοματοποιημένες διατάξεις ελέγχου, για τα είδη των υπερηχητικών κεφαλών, για τα πρότυπα βαθμονόμησης που χρησιμοποιούνται έως και σήμερα, και τέλος αναλύονται μεθοδολογίες ελέγχου με υπερήχους όπως αυτή της «παλμοηχούς»,που χρησιμοποιήθηκε στην εργασία αυτή. Τέλος, στα κεφάλαια 6 και 7, παρουσιάζεται ολοκληρωμένα ο σχεδιασμός που προηγήθηκε πριν τον έλεγχο των δοκιμίων από αλουμίνιο, η εκτέλεση αυτού κάτω από αυστηρή, συγκεκριμένη μεθοδολογία και τα πειραματικά αποτελέσματα που προέκυψαν, καθώς και περαιτέρω σχολιασμός τους και συμπεράσματα.

In this master work, the target is to design a geometry as close as possible to the geometry of a Friction Stir Weld, aimed at ensuring reliable and integrated control in welding aluminum alloy, with the method of non-destructive test of ultrasound. In the first two chapters, there is a referance to the properties and characteristics of the aluminum, and for friction stir welding (FSW method), deepening of the geometry ( main zones of the weld) and other characteristics such as for example the properties of the tool that takes part in the weld and their effects on it. In Chapter 3, there are presented the main non-destructive testing methods, with their fitting fields, the disadvantages and advantages over 'conventional' methods and also is given a comparative evaluation matrix of the methods. Then in Chapter 4,it is analyzed the physics of ultrasound, with historical evidence as a first step and subsequently analyzed their general characteristics, the types of ultrasonic waves, how ultrasound is produced, the ultrasound beam and zones - geometric characteristics. In the fifth chapter, is given the equipment and methodology control of ultrasound. Here we can get information for portable and automatic set – up controls, about the kinds of ultrasonic heads, for calibration standards which are used until today and finally it is analyzed the ultrasound testing methodologies such as pulse – echo, which was used in this work. Finally, in Chapters 6 and 7, it is completely presented the design which is preceded before testing the samples of aluminum, its implementation under strict and specific methodology and the experimental results which are obtained, with further comments and findings.