مجله علمی-پژوهشی علوم و فناوری جوشکاری ایران

در جوش­های چند پاسه، منطقه متاثر حرارتی شکل گرفته در هر پاس، به وسیله پاس بعدی، تحت چرخه حرارتی دیگری قرار می­گیرد. این مساله ریزساختار مناطق متاثر حرارتی را بسته به موقعیت هر منطقه نسبت به خط ذوب پاس بعدی، به طور موضعی تغییرمی­دهد و هم­پوشانی مناطق متاثر حرارتی منجر به ریزساختارهای پیچیده خواهد شد. در این پژوهش برمبنای شرایط عملی تولید لوله در کارخانه، شامل جوشکاری زیرپودری با چهار الکترود در دو پاس از داخل و خارج لوله، ابتدا تحلیل چرخه­های حرارتی منطقه متاثر حرارتی، صورت گرفت. شبیه سازی چرخه­ های حرارتی گرم و سرد کردن تا دماهای قله 950، 1150 و °C1350، در دستگاه دیلاتومتری انجام شد و رفتار دگرگونی و ساختار میکروسکوپی مطالعه شد. مدل سازی همزمان انحلال رسوبات و رشد دانه آستنیت صورت گرفت. مشاهده شد که رشد دانه در 300 ثانیه به اندازه حدی می­رسد. علت اصلی رشد دانه در دماهای پایین تر و بالاتراز °C 1150 به ترتیب، انحلال رسوبات ریز و درشت کربونیترید نایوبیم است. همچنین مدل سازی تشکیل و تجزیه آستنیت با استفاده از معادله کلاسیک JMAK انجام شد. مشاهده شد که پارامتر n وابستگی زیادی به دما ندارد؛ در حالی که پارامتر k به شدت به دما، مقدار دگرگونی و اندازه دانه آستنیت وابسته است.
 

در این پژوهش ریزساختار فصل‌مشترک اتصال جوشکاری انفجاری سه لایه فولاد زنگ‌نزن آستنیتی 321- آلومینیوم 1050 - آلومینیوم 5083 با دو فاصله توقف 6 و 75/6 میلی‌متر، قبل و بعد از عملیات‌حرارتی بررسی شد. عملیات‌حرارتی نمونه‌های جوشکاری شده در دماهای C◦250و 350 برای زمان‌های1000، 3000 و 10000 ثانیه، انجام شد. بررسی ریزساختار با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. نتایج نشان داد که در همه شرایط فصل‌مشترک آلومینیوم 5083- آلومینیوم 1050 به صورت مسطح و با ساختار بدون نقص است. با افزایش فاصله توقف، فصل‌مشترک فولاد زنگ‌نزن آستنیتی 321- آلومینیوم 1050 از حالت صاف به حالت موجی تبدیل شده و همچنین متوسط ضخامت لایه فصل‌مشترک از 95/4 به 7/6 میکرون افزایش می‌یابد. در حین عملیات حرارتی، ضخامت لایه فصل‌مشترک متناسب با سینتیک نفوذ افزایش می‌یابد و در بیشترین مقدار به 56/18 و 02/15 میکرون به‌ترتیب برای نمونه با فاصله توقف 75/6 و 6 میلی‌متر می‌رسد. برای نمونه با فاصله توقف 75/6 و 6 میلی‌متر مقادیر انرژی محرکه نفوذ به‌ترتیب 6/46 وkJ/mol 4/42 و مقادیر ثابت نفوذ به ترتیب 2/142و ms-1 3/45 محاسبه شد.