مجله علمی-پژوهشی علوم و فناوری جوشکاری ایران

---

آلیاژهای مغناطیسی FeCo-V به علت خواص مغناطیسی و مکانیکی عالی، از مهمترین آلیاژهای مغناطیسی مورد استفاده در موتورهای دوار با سرعت چرخش بالا محسوب می شوند. جوشکاری این دسته از آلیاژها با چالش بزرگی روبرو است چرا که در اثر حرارت ناشی از جوشکاری استحاله های فازی مختلف به شدت خواص مکانیکی و مغناطیسی اتصالات را تحت تأثیر قرار می دهد. در این پژوهش فویل هایFeCo-V به وسیله فرایندهای جوشکاری توسط پرتوهای لیزر و الکترونی به یکدیگر جوش داده شد. در ادامه، پس از توسعه روابط ریاضی بر اساس روش رویه پاسخ محدوده تغییرات پارامترهای هر دو فرایند به گونه ای مشخص گردید که هر یک از اتصالات دارای بیشینه انرژی تولیدی ممکن بوده و در عین حال از استحکام مکانیکی مطلوبی برخوردار باشد.

---

جوش پذیری فولادهای پرکربن با توجه به درصد بالای کربن در آنها و احتمال تشکیل ساختار مارتنزیت در منطقه جوش بسیار ضعیف می باشد. در این پژوهش، جوشکاری نقطه ای مقاومتی فولاد پر کربن یوتکتوئیدی 1075 از جنبه های مختلف به صورت تجربی و شبیه سازی عددی مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد. اثر جریان جوشکاری به عنوان یکی از مهمترین پارامترهای اثرگذار در فرآیند جوشکاری نقطه ای مقاومتی بر مود شکست و خواص مکانیکی و ابعاد دکمه جوش با آزمایش های تجربی و شبیه سازی های عددی تحلیل می شود. نتایج نشان می دهند که با افزایش جریان جوشکاری، اندازه دکمه جوش افزایش یافته و متناسب با آن مود شکست از حالت فصل مشترکی به محیطی تغییر پیدا می کند. 

---

در این پژوهش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ورق فولادی IF به ضخامت 7/0 میلیمتر به صورت لب روی هم مورد بررسی قرار می‌گیرد. 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.

---

در این مقاله، فرآیند جوشکاری نقطه ای مقاومتی فولاد زنگ نزن 201 به صورت تجربی مطالعه می شود. بدین منظور، اثر جریان جوشکاری بر کیفیت جوش بررسی شده و روابط بین جریان جوشکاری و مشخصات ناحیه ذوب مورد بررسی قرار می گیرند. به منظور برآورد خواص مکانیکی شامل ماکزیمم نیرو و مود شکست، تست کشش ـ برش جوش های نقطه ای انجام می شود. بررسی های سختی و ریزساختاری نیز به منظور مطالعه اثر جریان جوشکاری بر ویژگی های اتصالات جوشکاری شده انجام می شوند. نتایج نشان می دهند که استحکام جوش های
نقطه ای فولاد زنگ نزن 201 با افزایش جریان جوشکاری افزایش می یابد. انتقال مود شکست از مود فصل مشترکی به مود محیطی و سپس مود محیطی همراه با پارگی ورق در حین تست های کشش ـ برش جوش به صورت تجربی و تحلیلی بررسی می شود. از نتایج استنباط می شود که افزایش در جریان جوشکاری سبب تغییر مود شکست از فصل مشترکی به مود شکست محیطی به دلیل افزایش در اندازه ناحیه ذوب (اندازه دکمه جوش) می شود. همچنین مشاهده می شود که افزایش در اندازه ناحیه ذوب با افزایش ظرفیت تحمل نیروی جوش های نقطه ای مقاومتی همراه می باشد. حداقل اندازه ناحیه ذوب به منظور اطمینان از دستیابی به مود شکست محیطی نیز با استفاده از یک مدل تحلیلی برآورد می شود.   

---

در این مقاله به بررسی تجربی و عددی اثر لایه واسط از جنس فولاد زنگ­نزن 347AISI  بر ریزساختار، خواص مکانیکی و حالت شکست جوش­های نقطه­ای مقاومتی ورق­های فولاد زنگ­نزن 321AISI  پرداخته شده است. بدین منظور دو نوع اتصال، یکی بدون استفاده از لایه واسط و دیگری با استفاده از لایه واسط با ضخامت 05/0 میلیمتر در جریان­ها و زمان­های مختلف جوشکاری ایجاد شد و مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی خواص مکانیکی شامل بیشینه نیرو و حالت شکست، آزمایش کشش ـ برش جوش­های نقطه­ای صورت پذیرفت. نتایج به دست آمده نشان دادکه افزایش جریان و زمان جوشکاری سبب تغییر حالت شکست از فصل مشترکی به حالت شکست محیطی به دلیل افزایش در اندازه ناحیه ذوب می­شود.تغییرات ترکیب شیمیایی در اثر حضور لایه واسط در منطقه جوش در کنار سرعت سرد شدن بیشتر در شرایطی که از لایه واسط استفاده می­شود سبب می­شودتا فازهای متفاوتی در منطقه جوش شکل گرفته و فاز مارتنزیت به صورت پراکنده در این منطقه مشاهده گردد.

---

در این پژوهش، جوشکاری غیرمشابه فولاد کم آلیاژ 4130 به فولاد زنگ نزن آستنیتی 201 به روش قوسی تنگستن-گاز مورد بررسی قرار گرفت.از چهار فلز پرکننده اینکونل 82 (ERNiCr-3)، فولادهای زنگ نزن آستنیتی ER308L، ER309L و فولاد کم آلیاژ ER80S-B2 برای این منظور استفاده شد. پس از جوشکاری ریزساختار مناطق مختلف هر اتصال و همچنین سطح مقاطع شکست با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی خواص مکانیکی اتصال از آزمایش کشش استفاده شد. در آزمایش کشش، نمونه جوش داده شده با فلز پرکننده ERNiCr-3 از مرکز جوش دچار شکست شد و سایر فلزات پرکننده از فولاد پایه 4130 دچار شکست شدند که این امر به دلیل پایین بودن استحکام فولاد 4130 نسبت به فولاد زنگ نزن آستنیتی 201 بود. همچنین به دلیل تشکیل ترکیباتی از جمله NbC در ساختار مرکز جوش فلز پرکننده ERNiCr-3، این نمونه از مرکز جوش دچار شکست گردید. مشاهدات انجام شده توسط SEM نشان داد که در آزمایش کشش، شکست نمونه مربوط به فلز پرکننده ERNiCr-3 به صورت نیمه ترد است و سایر فلزات پرکننده به صورت نرم می‌شکنند. بررسی‌ها نشان داد فلز پرکننده ERNiCr-3 دارای ساختار کاملا آستنیتی و از دانه های هم محور تشکیل شده است و هیچ گونه ترکی در آن مشاهده نشد. فلزات پرکننده ER308L و ER309L دارای ریزساختار سلولی- دندریتی هستند؛ به دلیل وجود فاز فریت دلتا در نواحی بین دندریتی آستنیت زمینه هیچ گونه ترکی در این اتصال تشکیل نشد. ریزساختار فلز پرکننده ER80S-B2 به صورت صفحات مارتنزیت لایه ای بود. همچنین در این اتصال نیز هیچ گونه ترک انجمادی رخ نداد. پس از بررسی تمامی نتایج به‌دست آمده، سیم جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی ER308L به دلیل دارا بودن ساختاری با انعطاف پذیری بالاتر نسبت به نمونه جوشکاری شده توسط فلز پرکننده ER80S-B2 مناسب‌ترین پرکننده برای جوشکاری غیر مشابه فولاد زنگ نزن 201 به فولاد کم آلیاژ 4130 تشخیص داده شد.

---

در این پژوهش، ریزساختار و خواص خوردگی جوشکاری غیرمشابه سوپر آلیاژ اینکونل 625 به فولاد زنگنزن فریتی 430 با استفاده از لیزرNd:YAGضربانی با توان متوسط 700 وات به‌صورت اتصال لبه روی‌هم مورد بررسی قرار گرفت.فولادهای زنگنزن آستنیتی نسبت به فولادهای فریتی گران‌قیمت‌تر است و لذا با توجه به اینکه فولادهای زنگ نزن فریتی دارای خواص مغناطیسی هستند و قیمت بسیار کمتری دارند و اگر درجایی نیاز باشد که فلز پایه علاوه بر خواص فولادهای زنگ نزن خاصیت مغناطیسی را نیز داشته باشد در صنعت جایگزین خوبی بجای فولاد آستنیتی است. پس از جوشکاری، ریزساختار مناطق مختلف اتصال بهینه که شامل فلز جوش و مناطق متأثر حرارت بود، با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل شده نشانگر تشکیل ساختار دندریتی بسیار ظریف در فلز جوش بود که در جهات مختلف بصورت رقابتی رشد کرده اند. در فصل مشترک فلز پایه فولاد زنگ نزن فریتی و فلز جوش رشد اپی‌تکسیال مشاهده شد و در ناحیه متأثر از حرارت اینکونل 625، هیچ تغییری در ابعاد دانه‌ها مشاهده نشد. رفتار الکتروشیمیایی فلز جوش در محلول 5/3% وزنی سدیم کلرید در دمای اتاق با استفاده از پلاریزاسیون پتانسیودینامیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقاومت در برابر خوردگی به ترتیب از سمت فلز پایه فولاد زنگ نزن فریتی 430 به سمت اینکونل 625 افزایش مییابد.

---

امروزه آلومینیوم و آلیاژهای آن به دلیل خواص ویژهای که دارند، کاربرد زیادی در صنایع دریایی و هوایی دارند. آلیاژهای سری xxx5 نیز از این قاعده مستثنی نیستند و به دلیل مقاومت به خوردگی عالی، چقرمگی و استحکام بالا و همچنین جوشپذیری مناسب بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. یکی از مشکلات موجود در جوشکاری ذوبی این آلیاژها، کاهش تنش تسلیم و استحکام نهایی کششی در اثر رشد دانه در منطقه متأثر از حرارت می‌باشد. در این پژوهش به مقایسه دو حالت جوشکاری قوسی تنگستن – گاز (GTAW) با جریان مستقیم و جریان پالسی به منظور تعیین تاثیر آن بر ریزساختار، خواص مکانیکی و خواص خوردگی پرداخته شد. همچنین با تغییر زمان برقراری قوس در جریان پیک و جریان زمینه، در جوشکاری با فرآیند جوشکاری قوسی تنگستن - گاز پالسی بر روی خواص مکانیکی و متالورژیکی این آلیاژ مطالعه شد. جهت بررسی ریزساختار و سطح مقطع شکست به ترتیب از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد، نتایج نشان داد که شکست تمام اتصالات به صورت کاملا نرم بوده است. همچنین برای بررسی خواص مکانیکی آزمایش کشش و برای بررسی مقاومت به خوردگی آزمایش پلاریزاسیون و امپدانس انجام شد.

---

---

 

---

در این مطالعه، تشکیل ترکیبات بین‌فلزی Fe₃Al و (Fe,Cr)₃Al و تأثیر کروم بر ریزساختار و خواص مکانیکی روکش دوتایی Fe-Al از جمله سختی و مقاومت در برابر سایش، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا پودرهای آهن و آلومینیوم در مرحله اول بدون پودر کروم و در مرحله دوم با افزودن پودر کروم در آسیاب سیاره­ای با انرژی بالا مخلوط و ترکیبات بین‌فلزی Fe₃Al و (Fe,Cr)₃Al  سنتز شدند. پودرهای از پیش قرار داده شده بر سطح فولاد CK45 با استفاده از فرایند جوشکاری قوس تنگستن گاز، روکش­کاری شدند. ریزساختار، فازهای تشکیل شده و خواص لایه‌های روکش ایجاد شده با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز پراش پرتو ایکس، سختی‌سنجی میکرو و ماکرو، طیف‌سنجی توزیع انرژی پرتو ایکس و آزمایش سایش پین روی دیسک در سه دمای 25، 200 و 500 درجه سانتیگراد بررسی شدند. نتایج نشان داد که ریزساختار روکش دوتایی Fe-Al شامل دندریت‌های Fe₃Al با رشد غیر­اپیتاکسیال است. این رشد غیر­اپیتکسیال نتیجه تفاوت ترکیب شیمیایی پوشش و زیرلایه در فصل مشترک پوشش و زیرلایه است که باعث شکل­گیری کریستال­های جدید در فصل مشترک شده است. این درحالی است که ریزساختار روکش سه‌تایی Fe-Al-Cr شامل تیغه‌های مارتنزیتی درون زمینه (Fe,Cr)₃Al می‌باشد. نتایج آزمایش‌های سختی نشان داد که سختی روکش سه‌تایی دو برابر روکش دوتایی (به­ترتیب30 و 60 راکول­سی برای روکش‌‌های دوتایی و سه‌تایی) است. همچنین مشخص شد که حضور عنصر کروم در روکش Fe-Al مقاومت در برابر سایش لایه‌های رسوبی را بهبود می‌بخشد. مکانیسم سایش غالب در پین Fe₃Al سایش چسبان بود، در حالی که برای پین (Fe,Cr)₃Al علاوه بر سایش چسبان، سایش خراشان ریز­شخم نیز مشاهده شد. میزان کاهش وزن هر دو پین در دمای محیط حداکثر و در دمای 500 درجه سانتیگراد حداقل بود.