مجله علمی-پژوهشی علوم و فناوری جوشکاری ایران

هدف در این پژوهش به بررسی تاثیر پودرهای اکسیدی SiO₂، MoO₃ و CuO بر عمق نفوذ، ریزساختار و پروفیل سختی جوش GTAW فولاد زنگ نزن رسوب سخت مارتنزیتی 17-4PH پرداخته شده است. نمونه‌هایی با ابعاد 150× 50 میلی‌متر با ضخامت 5 میلی‌متر از ورقی از جنس فولاد 17-4PH توسط پودر‌های اکسیدی SiO₂، MoO₃ و CuO جوشکاری گردیدند. نتایج حاکی از این بودند که استفاده از پودرهای اکسیدی سبب افزایش عمق نفوذ تا 5/1 برابر در جوش این فولاد در مقایسه با حالت معمولی شده اند. همچنین استفاده از پودر SiO₂ اگرچه باعث افزایش 49/7 میلی‌متری عمق نفوذ شد، ولی ظاهر جوش مناسبی حاصل نکرد. استفاده از پودر‌های MoO₃ و CuO نیز باعث افزایش عمق نفوذ تا 3/5 میلی‌متر گردیدند. در جوش با استفاده از پودر MoO₃ آخال در سرتاسر جوش در کناره‌ها وجود داشت. ریزساختار جوش در نمونه‌های مختلف تفاوت چشمگیری نداشته و شامل ساختار دندریتی با فریت دلتا به صورت بین دندریتی بود. پروفیل سختی جوش نمونه‌ها نشان دهنده نزدیکی مقدار سختی نمونه‌های جوشکاری شده با استفاده از پودر‌های اکسیدی با فلزپایه بود.
 

در این مقاله ما از روش تیگ فعال با استفاده از ارتعاش فراصوت (UV) برای جوشکاری فولادL316 استفاده کردیم. در طی فرآیند جوشکاری الکترود تنگستن و گاز بی اثر فعال (A-TIG) امواج صوتی با شدت بالا توسط یک ژنراتور اولتراسونیک فرکانس بالا با فرکانس کاری بهینه 3/20 کیلوهرتز و دامنه ارتعاش 8 میکرومتر، تولید شده و به حوضچه جوش مذاب که با نانوذرات SiO₂ به عنوان یک شار فعال کننده پوشش دهی شده است، وارد شد. اثر UV و نانوذرات بر هندسه جوش و ریزساختار جوش مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و با فرآیند جوشکاری تیگ معمولی مقایسه شد. نتایج نشان داد که استفاده از نانوپودر در جوشکاری تیگ نه تنها می تواند عمق نفوذ جوش را حدود 5/17 درصد افزایش دهد، بلکه باعث کاهش 28 درصدی عرض مهره جوش (WBW) در مقایسه با جوشکاری تیگ معمولی می شود. این مقادیر در حضور امواج فراصوت به ترتیب به 25 درصد افزایش و 35 درصد کاهش می رسد. علاوه بر این، با افزودن نانومواد به حوضچه مذاب دانه ها ریزتر شد و امواج فراصوت به توزیع یکنواخت این نانوموادها در مذاب کمک کرده و درنهایت منجر به اصلاح ریزساختار جوش شده است.

اتصال ورق‌های آلومینیومی غیرهمنام به دلیل تفاوت در خواص فیزیکی، مکانیکی و متالورژیکی، از موضوعات مهم در بهینه‌سازی اتصالات صنعتی به شمار می‌رود. در این پژوهش، رفتار مکانیکی و تغییرات ریزساختاری اتصالات دوجنسی حاصل از آلیاژهای AA5052 و AA3105 که به دو روش جوشکاری تیگ (TIG) و اصطکاکی-اغتشاشی (FSW)به یکدیگر متصل شده‌اند، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. ابتدا آزمون های اولیه جهت بهینه سازی پارامترهای فرایند جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی و جوشکاری تیگ و همچنین انتخاب مناسب سطوح پارامترهای فرایندی انجام شد. بررسی نتایج آزمون‌های مکانیکی نشان داد که در نمونه‌های جوشکاری‌شده به روش FSW شکست عمدتاً در ناحیه جوش رخ داده است، اما در نمونه‌های جوشکاری‌شده به روش  تیگ شکست در فلز پایه اتفاق افتاده است. نتایج تست های کشش نشان داد نمونه‌  AA5052 بالاترین استحکام کششی (۲۷۳ مگاپاسکال) و بالاترین درصد ازدیاد طول (%۲۰) را داراست، و نمونه جوشکاری شده آلیاژها به روش اصطکاکی-اغتشاشی(F 3-5) با داشتن استحکام 89 مگاپاسکال و %6 ازدیاد طول عملکرد ضعیف تری نسبت به نمونه جوشکاری شده آلیاژها به روش تیگ (T 3-5) از خود نشان داده است و در ناحیه جوش شکست خورده‌اند. نتایج آزمون ریزسختی نشان داد نمونه‌ جوشکاری شده به روش TIG به دلیل استفاده از فیلر 5356 ER دارای سختی بالاتری در ناحیه جوش نسبت به روش FSW است. نهایتاً با تحلیل و مقایسه نتایج بدست آمده از آزمون های مربوط به خواص مکانیکی به‌دست‌آمده از هر دو روش، مشخص گردید که روش TIG در اتصال برخی از آلیاژها عملکرد بهتری نسبت به FSW از خود نشان می‌دهد.