سرعت چرخشی بهینه در جوش‌کاری اصطکاکی تلاطمی فلز مس مورد استفاده در مخازن پس‌مانداری هسته‌ای

برای دفن پس‌ماندهای هسته‌ای تولید شده در رآکتورهای هسته‌ای از مخزن‌های مسی جدار ضخیم و با مقاومت بالا در برابر خوردگی استفاده می‌کنند. در سال‌های اخیر برای بهبود خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی مخزن‌های مسی از روش جوش‌کاری اصطکاکی تلاطمی استفاده شده است. پیش از این برای جوش‌کاری این مخازن از روش جوش‌کاری با باریکه‌ی الکترونی استفاده می‌شد. جوش‌کاری اصطکاکی تلاطمی به دلیل این‌که در حالت جامد انجام می‌شود تنش پس‌ماند کم‌تری در فلز ایجاد می‌کند و در نتیجه مقاومت در برابر خوردگی فلز نسبت به دیگر روش‌های جوش‌کاری که در حالت مذاب صورت می‌گیرند، بهبود می‌یابد. در این مقاله برای دست‌یابی به سرعت چرخشی بهینه در جوش‌کاری اصطکاکی تلاطمی، ورق‌های مسی به ضخامت mm 4 با سرعت خطی ثابت 25 میلی‌متر بر دقیقه به روش جوش‌کاری اصطکاکی تلاطمی جوش‌کاری شدند. توزیع دمایی اندازه‌گیری شده در منطقه‌ی جوش حاکی از افزایش شدید دما با افزایش سرعت چرخشی از 900 به1200 دور بر دقیقه بود. تجزیه و تحلیل تصویرهای فلزنگاری نشان داد که افزایش سرعت چرخشی باعث افزایش اندازه‌ی دانه‌ی فلز مس در منطقه‌ی مرکزی جوش می‌شود. در بررسی‌های مربوط به خواص مکانیکی نمونه‌ها مشاهده شد که سختی بیشینه در سرعت چرخشی 900 دور بر دقیقه به دست می‌آید. هم‌چنین استحکام بیشینه و درصد ازدیاد کمینه‌ی طول نیز در این سرعت چرخشی حاصل می‌شود.