مجله علمی-پژوهشی علوم و فناوری جوشکاری ایران

در این پژوهش، یک روش نوین در فرایند اتصال‌دهی فاز مایع گذرا (TLP) بوسیله حرارت‌دهی دومرحله‌ای برای ایجاد اتصال در سوپرآلیاژ IN-738LC بررسی شد. اتصال‌دهی با حرارت اولیه °C  م1150 به مدت 5 ثانیه و سپس نگهداری در °C م1130-1110 برای 3 تا 40 دقیقه انجام گرفت. تحول ریزساختاری در طول فرایند و همچنین مورفولوژی فصل‌مشترک، در مقایسه با اتصالات متداول TLP مورد بررسی قرار گرفت. این روش زمان تکمیل انجماد همدما را به‌طور قابل‌توجهی کاهش داد؛ به‌گونه‌ای که عرض یوتکتیک مرکزی از 45 میکرون در 3 دقیقه به 19 میکرون در 12 دقیقه کاهش یافت و در 40 دقیقه کاملاً حذف شد. بر اساس بررسی‌های ریزساختاری، فرایند حرارت‌دهی دومرحله‌ای در مرحله‌ی اولیه منجر به ایجاد فصل‌مشترک انجماد با ساختار سلولی ـ دندریتی می‌شود. این ویژگی موجب توزیع غیرخطی تخلخل‌ها در امتداد ناحیه‌ی اتصال گردید. درنهایت فرایند همگن‌سازی موجب حذف رسوبات بوریدی و تشکیل رسوبات یکنواخت γ′  مشابه فلز پایه شد. این یافته‌ها دیدگاه‌های عملی و ریزساختاری درباره تاثیر پروفایل حرارتی بر تحول ناحیه اتصال و مسیر بهبود اتصالات در سوپرآلیاژهای پایه نیکل را نشان می‌دهند.

هدف این پژوش بهبود روش بازسازی سوپرآلیاژ اینکونل 738LC در جهت کاهش احتمال بروز ترک ذوب شدگی می‌باشد. فرایند جوشکاری قوسی تنگستن-گاز با جریان جوشکاری ۶۰ آمپر روی سوپرآلیاژ اینکونل 738LC انجام شد. از پودر TiO₂ بعنوان فلاکس فعال در این پژوهش استفاده شد، نمونه های جوشکاری شده با فلاکس در ۴ غلظت مورد بررسی قرار گرفتند و ریزساختار با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. مشخص شد غلظت اثر بسزایی در اثرگذاری فلاکس داشته و فلاکس با غلظت 1 گرم بر میلی‌لیتر بیشترین عمق نفوذ را موجب شده و منجر به %۶۸ افزایش عمق نفوذ جوش در نمونه بهینه شد. فلاکس  فعال همچنین به مقدار ٪۶۳ افزایش حجم حوضچه مذاب را در نمونه بهینه ایجاد کرد. عرض ناحیه متأثر از حرارت در اثر فلاکس به مقدار ٪۱۲ کاهش یافت. تصاویر ثبت شده و اندازه‌گیری‌های کمّی و کیفی قوس الکتریکی، تمرکز و تنگ شدن ستون قوس پلاسما در حضور فلاکس TiO₂ را به روشنی نشان داد. همچنین در بررسی ریزساختار فلز جوش، پدیده مهار رشد دندریت‌های ستونی مشاهده شد. مشخص شد، فلاکس TiO₂ با کاهش قطر قوس و همچنین فعال نمودن جریان معکوس مارانگونی، موجب افزایش نفوذ و افزایش حجم حوضچه شده و عرض ناحیه متاثر از حرارت را کاهش داد، افزایش حجم حوضچه تنش انقباضی وارده را افزایش داده و منجر به بروز ترک ذوبی برای نمونه با بیشترین حجم حوضچه شد. 

ذوب انتخابی لیزری (SLM) امروزه به عنوانی روشی برای ساخت قطعات بالک و پیچیده صنعتی مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به این که عیوب ساختاری عموما از پارامترهای فرایند ناشی می‌شوند، ارزیابی بهینه انتخاب پارامترها برای به حداقل رساندن عیوب موضعی مورد توجه بوده است. بنابراین، مدلی برای پیش‌بینی ویژگی‌های هندسی تک‌پاس بهینه بر اساس پارامترهای فرایند اصلی یعنی توان و سرعت روبش لیزر برای جلوگیری از ایجاد نقص در تک پاس‌های اینکونل 738LC بر روی زیرلایه از جنس اینکونل 738 ریختگری ارائه شد. نقشه فرایندی بهینه بر اساس استفاده از روش رگرسیون خطی همراه با الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک با پارامترهای ترکیبی بهینه (PαVβ) به دست آمد. در نهایت، بر اساس ویژگی‌های هندسی تک‌پاس‌ها، یک منطقه بهینه بر روی نقشه فرایندی مشخص شد. در توان 325W و سرعت روبش لیزر 800mm/s   با توجه به کاهش نسبت G/R، ریزساختار از ناحیه اتصال به زیرلایه تا بالای تک‌پاس، از دندریتی ستونی به دندریتی هم محور تغییر کرده است.