نشریه علوم و فناوری جوشکاری ایران

تحلیلی بر مشخصه های ریزساختاری اتصال FSW شده فولادA517(B) و ارتباط آن با خواص مکانیکی و رفتار خوردگی

مرتضی انصاری پور

این پژوهش با هدف ارزیابی خواص مکانیکی و رفتار خوردگی اتصال جوشکاری اصطکاکی –اغتشاشی شده (FSW) ورق فولاد A517(B) صورت گرفت. پس از دستیابی به اتصال FSW شده با ریزساختار بهینه حاوی کمترین مقدار مارتنزیت، مشخصات اتصال از جنبه خواص مکانیکی و رفتار خوردگی مورد ارزیابی قرار گرفت. از این رو پس از شناسایی فازی به کمک بررسی های ریزساختاری SEM و پراش سنجی پرتو ایکس (XRD)، خواص مکانیکی اتصال با استفاده از ریزسختی سنجی ویکرز و آزمون کشش عرض جوش، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. ریزسختی سنجی افزایش جزیی سختی ناحیه اغتشاش (SZ) را در مقایسه با فلز پایه (BM) نشان می دهد؛ اگرچه کاهش حدود 17 درصدی سختی در ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) محسوس تر است. این افت سختی در HAZ به صورت افت استحکام کششی پدیدار شد و کاهش حدود 12 درصدی استحکام نهایی و 19 درصدی استحکام تسلیم جوش را در مقایسه با BM به دنبال داشت. این افت را می توان به ایجاد فرابازگشت در ریزساختار اولیه فلز پایه حاوی مارتنزیت و بینیت ارتباط داد. بررسی تصاویر میکروسکپی الکترونی روبشی از سطح شکست نمونه کشش، یک توزیع بای-مودال از دیمپل های کوچک و بزرگ را نشان می دهد که از نرمی HAZ و تفاوت در سایز ریزحفرات حکایت دارد. تحلیل رفتار خوردگی اتصال در محیط آب حاوی 5/3 درصد وزنی کلرور سدیم نشان داد که هیچ لایه رویین و پایداری مانع از روند انحلال تشکیل نشده است. رفتار خوردگی مناطق مختلف SZ و فلز پایه، حاکی از نرخ خوردگی نسبتاً مشابه این دو ناحیه است. اختلاف حدود 50mv پتانسیل خوردگی SZ و BM نشان می دهد در شرایط خوردگی گالوانیکی، این اختلاف پتانسیل نسبتا زیاد می تواند مقاومت به خوردگی ضعیف تری را برای BM پدید آورد.

بررسی شکل ظاهری و خواص مکانیکی اتصال فولاد HNV3 به سوپرآلیاژ Nimonic 80A به روش جوشکاری اصطکاکی سر به سر

حامد ثابت

در این مقاله تاثیر پارامترهای جوشکاری اصطکاکی (فشار فورج و زمان جوشکاری) بر شکل ظاهری و خواص مکانیکی اتصال فولاد HNV3 به سوپرآلیاژ Nimonic 80A را نشان می دهد. بدین منظور دو میله با قطرهای 20 میلیمتر از هر دو آلیاژ آماده شده و با پارامترهای مختلف (فشار فورج و زمان جوشکاری) با استفاده از روش جوشکاری اصطکاکی سربه سر به یکدیگر متصل شده اند. آزمون کشش برای مشخص شدن تاثیر پارامترهای جوشکاری بر روی نمونه ها انجام شده است و مشخص شده که با انتخاب درست پارامترهای جوشکاری، استحکام نهایی اتصال بین HNV3 و Nimonic 80A در مقایسه با مواد پایه افزایش یافته است.

ارزیابی ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرهمجنس اینکولوی 825 به فولاد زنگ نزن 316

رسول قاسمی

در این تحقیق به بررسی ریزساختار اتصال غیرهمجنس اینکولوی 825 به فولاد زنگ نزن آستنیتی 316L پرداخته شده است. بدین منظور از روش جوشکاری قوسی تنگستن-گاز پالسی و فلز پرکننده 316L، اینکونل 82 و اینکونل 625استفاده شده است. نمونه ها پس از برش و آماده سازی، به روش جوشکاری قوسی تنگستن- گاز پالسی با جریان پیک 220 و جریان زمینه ی 110 آمپر جوشکاری انجام گرفت. در ادامه جهت بررسی ریزساختار؛ جوش های حاصل متالوگرافی شده و آنالیز طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS) استفاده شد.خواص مکانیکی قطعات جوشکاری شده با آزمون کشش مورد بررسی قرار گرفت. ریزساختار جوش در تمامی نمونه ها به صورت آستنیتی همراه با رشد دندریت های ستونی و هم محوربود. فلز جوش اینکونل 625 دارای ظریف ترین ساختار دندریتی بود. بررسی های آزمون کشش نشان داد که شکست همه ی نمونه ها به صورت نرم و با درصد ازدیاد طول بالا اتفاق افتاد در این میان بیشترین استحکام کششی نمونه ی جوشکاری شده مربوط به فلز پرکننده اینکونل625 به مقدار 610 مگا پاسکال و درصد ازدیاد طول 48 درصد بدست آمد.نتایج آزمون ریز سختی نشان داد که بیشترین و کمترین میزان سختی فلز جوش به ترتیب مربوط به فلز جوش اینکونل 625 با میانگین سختی 232 ویکرز و فولاد زنگ نزن 316L با میانگین سختی 224 ویکرز می باشد.

بهینه سازی متغیرهای فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با هدف دستیابی به استحکام شکست بیشینه

مهدی صفری

در این پژوهش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ورق فولادی IF به ضخامت 7/0 میلیمتر به صورت لب روی هم مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور خواص مکانیکی اتصالات و همچنین تغییرات ریزساختاری آنها مطالعه می شوند. نتایج نشان می دهند که با افزایش سرعت دورانی و کاهش سرعت پیشروی ابزار، استحکام شکست اتصالات جوشکاری شده افزایش می یابد. نتایج مربوط به مطالعات بافت شناسی نیز نشان می دهند که با انجام عملیات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر روی فولاد IF، تغییری در مؤلفه های بافت ایجاد نمی شود. عدم تغییر در مؤلفه های بافت را می توان به انرژی نقض در چیده شدن زیاد فولاد IF و در نتیجه وقوع تبلور مجدد دینامیکی شدید در حین انجام فرایند نسبت داد. نتایج نشان می دهند که با افزایش سرعت دورانی ابزار از 900 تا 1400 دور بر دقیقه، نیروی نهایی شکست اتصالات حاصل از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی افزایش می یابد. همچنین از نتایج استنباط می شود که با افزایش سرعت پیشروی ابزار از 50 تا 160 میلیمتر بر دقیقه، نیروی نهایی شکست اتصالات کاهش می یابد. در نهایت، از نتایج این مقاله ثابت می شود که در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ورق های فولادی IF با ضخامت 7/0 میلیمتر، بیشترین نیروی شکست اتصالات جوش در سرعت دورانی 1400 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 105 میلیمتر بر دقیقه بدست می آید.

جوشکاری هم‌زن اصطکاکی اتصال غیر هم جنس آلیاژآلومینیوم 5083 و تیتانیوم خالص تجاری

مجتبی صادقی گوغری

اتصال تیتانیوم خالص تجاری و آلیاژ آلومینیوم 5083 در سرعت دورانی 1120 دور بر دقیقه و سرعت پیش روی 50 میلیمتر بر دقیقه به صورت لب به لب توسط جوشکاری هم زن اصطکاکی با موفقیت در این تحقیق انجام شده است. میکرو ساختار، سختی و آزمون کشش بر روی اتصال مورد بررسی قرار گرفت. ناحیۀ جوش به صورت مخلوطی کامپوزیتی از ذرات آلومینیوم و تیتانیوم می باشد که این ذرات نقش مهمی در افزایش سختی و استحکام کششی ایفا می کند. همچنین ناحیۀ جوش دارای سه ناحیه می باشد. سختی در ناحیۀ جوش برابر 480 ویکرز می باشد بدین معنی که سختی در این ناحیه نسبت به فلز پایه تیتانیوم و آلومینیوم به ترتیب 16% و 60% افزایش یافته است که به خاطر ترکیب بین فلزی تیتانیوم- آلومینیوم ایحاد شده در ناحیۀ جوش می باشد.

تاثیرگرمای ورودی بر ریزساختار و خواص مکانیکی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فولاد کم آلیاژ استحکام بالاHSLA-X60

امیر بهجت

در این پژوهش به ارزیابی ریزساختاری و ارزیابی خواص مکانیکی مقطع جوش اصطکاکی اغتشاشی فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا X-60 توسط میکروسکوپ نوری وآزمون کشش و ریزسختی پرداخته شده است. هدف اصلی این بررسی برقراری ارتباط بین پارامترهای جوشکاری با خواص مقطع جوش بود به طوریکه جوشکاری با سرعت های چرخشی و خطی مختلف انجام شد. یافته های پژوهشی نشان داد تغییر پارامترهای جوشکاری و در نتیجه آن، تغییر درگرمای ورودی حین جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی تاثیر زیادی بر دمای بیشینه و نرخ سرد شدن داشته که موجب ایجاد ریزساختارهای فریتی و بینیتی در منطقه جوش شده که این تغییرات ریزساختاری موجب افزایش استحکام تسلیم از 370MPa به میانگین420MPa شد. همچنین انجام فرایند اصطکاکی اغتشاشی باعث افزایش سختی از 220 ویکرز به میانگین 280 ویکرز و توزیع یکنواخت آن در مقطع جوش شده است. حضور دیمپل ها در تصاویر حاصل از شکست نگاری حاکی از شکست نرم در اثر فرایند اصطکاکی اغتشاشی
می باشد.

اثر حرارت ورودی بر ریزساختار و سختی فولاد δ-TRIP با آلومینیوم بالا در جوشکاری لیزر فیبری

یاسر نجفی

تحقیقات اخیر معطوف به توسعه فولادهایی موسوم به فولادهایTRIPشده اند که هر دو مؤلفه استحکام و چقرمگی را هم زمان به مقدار مورد قبولی دارا است.با توسعه این فولادها ، نیاز به جوشکاری با مقدار فلز جوش کمتر و استحکام مناسب احساس می شود.به همین خاطر تحقیق حاضر به بررسی اثر حرارت ورودی در جوشکاری لیزر فیبر بر روی ابعاد فلز جوش، ریزساختارو سختی جوش حاصله در نوع خاصی از فولاد TRIP موسوم به فولاد δ-TRIP با مقدار کربن 0.4% و مقدار آلومینیوم 4 % پرداخته است.جوشکاریbead on plate در سه حرارت ورودی مختلف 28،60 و 80 ژول بر میلی متر انجام شده و اثر آن روی ریزساختار و سختی حاصل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که با افزایش حرارت ورودی، نرخ سرد شدن کاهش یافته و این عامل باعث پایداری مقدار بیشتری از فاز نرم فریت دلتا می شود که درنتیجه ی آن مقدار سختی فلز جوش کاهش یافته و بنابراین اختلاف سختی بین فلز پایه و فلز جوش تعدیل می یابد.

بررسی تأثیر حرارت ورودی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصالات جوش فولاد هادفیلد در فرآیند SMAW

مسعود سبزی

در این پژوهش تأثیر حرارت ورودی فرآیند SMAW بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصالات جوش فولاد هادفیلد مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا 4 عدد ورق آنیل شده به ضخامت mm 2 از فولاد هادفیلد تهیه شده و سپس برای جوشکاری از فرآیند SMAW با مقادیر حرارت ورودی 75/6 و kJ/mmا25/11ستفاده شد. برای بررسی ریزساختار اتصالات جوشکاری از میکروسکوپ نوری و برای بررسی خواص مکانیکی اتصالات از آزمایش های کشش، ضربه شارپی و میکروسختی سنجی استفاده گردید. بررسی ها نشان داد که با افزایش حرارت ورودی در فرآیند SMAW، ریزساختار دانه ریزتر شده، استحکام و میکروسختی افزایش پیدا کرده ولی انرژی ضربه کاهش یافته است.