نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

در این پژوهش، خواص اتصال فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ۳۲۱ از دیدگاه ریزساختاری، مکانیکی و خوردگی مورد بررسی قرار گرفته شده است. به‌منظور دستیابی به عامل‌های بهینه فرایند جوشکاری قوسی تنگستن-گاز با جریان ضربانی (PCGTAW) از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شده است. در این فرایند جوشکاری، جریان ضربان در سه سطح ۱۴۰،۱۲۰ و ۱۶۰ آمپر، جریان زمینه در سطح‌های ۴۰، ۵۰ و ۶۰ آمپر، بسامدهای ۲، ۵ و ۷ هرتز و درصد روشن بودن ضربان ۳۰، ۵۰ و ۷۰ انتخاب شد. از آرایه متعامد L₉ روش تاگوچی برای طراحی آزمایش استفاده شد. مقاومت به خوردگی در محیط 1 مولار H₂SO₄ توسط آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک چرخه‌ای در دمای اتاق ارزیابی شد. به‌منظور دستیابی به شرایط بهینه چگالی جریان رویین شدن (A/cm²)، مشخصه کیفی هر چه کمتر بهتر (LB:وLow is Better) انتخاب شد. شرایط بهینه هنگامی حاصل شد که جریان زمینه و جریان ضربان ۵۰ و ۱۴۰ آمپر، بسامد ۵ هرتز و درصد روشن بودن ضربان ۵۰ بود. تحت شرایط بهینه لگاریتم چگالی جریان رویین شدن 4/5 (A/cm²) حاصل شد. از سوی دیگر آنالیز واریانس نشان داد که درصد زمان روشن بودن ضربان برابر با ۳۶ و جریان زمینه برابر با 46 آمپر، تأثیر گذارترین عامل‌ها بر چگالی جریان رویین شدن اتصال فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ۳۲۱ با استفاده از فرایند PCGTAW هستند. ارزیابی خواص مکانیکی توسط آزمون سنبه برشی انجام شد. خواص مکانیکی هر یک از نمونه‌ها در محدوده مطلوب قرار داشت. در شرایط بهینه بیشینه نیروی برشی و استحکام به‌ترتیب برابر با  Nو۳۲۰۰ و  MPaو۶۱۲ بود. سطح شکست نمونه‌های آزمون سنبه برشی شامل دو ناحیه تغییر فرم برشی و ناحیه شکست بود. همچنین بررسی‌ها نشان داد که مهم‌ترین عامل تأثیر‌گذار بر خواص اتصال فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ۳۲۱ حرارت ورودی است.