مجله علمی-پژوهشی علوم و فناوری جوشکاری ایران

در این پژوهش تأثیر حرارت ورودی فرآیند SMAW بر رفتار خوردگی اتصالات جوش  فولاد هادفیلد مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا 4 عدد ورق آنیل شده به ضخامت mm 25 از فولاد هادفیلد تهیه شده و سپس برای جوشکاری از فرآیند SMAW با مقادیر حرارت ورودی 75/6 و kJ/mm 25/11 استفاده شد. برای بررسی رفتار خوردگی مناطق فلز جوش و فلز پایه از روشهای پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و
طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول NaCl 5/3% استفاده گردید. نتایج آزمایش‌های خوردگی نشان داد که با افزایش حرارت ورودی در فرآیند SMAW، مقاومت خوردگی در فلز جوش کاهش یافته است. همچنین مشخص شد که در هر دو مقدار حرارت ورودی، فلز پایه نسبت به فلز جوش مقاومت خوردگی بیشتری دارد.

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 تحقیق  به بررسی ریز ساختاری و خواص مکانیکی جوش فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی UNS S32750 پرداخته شد. بدین منظور از روش قوسی تنگستن گاز و فلز پرکننده AWS ER2594 به قطر 4/2 میلی‌متر استفاده شد.به منظور بررسی ریزساختار از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی مجهز به پراش الکترون برگشتی استفاده شد. خواص مکانیکی توسط آزمون های ریز سختی و کشش بررسی شد.
بررسی های ریزساختاری مشخص کرد که فلز پایه حاوی دانه های کشیده شده آستنیت در زمینه فریت است. فلز جوش دارای ساختار ریختگی می باشد که آستنیت به صورت دندریتی در زمینه فریت قرار گرفته است.همچنین مشاهده شد در اثر جوشکاری درصد حجمی فریتِ منطقه ذوب  پس از جوشکاری از 60(درصد فریت فلز پایه) به حدود 50 درصد کاهش یافته است، که علت آن پایین   بودن نرخ سرد شدن به دلیل بالا بودن میزان حرارت ورودی در روش جوشکاری قوسی تنگستن گاز می باشد. آزمون ریز سختی بر روی نمونه ها  که به روش ویکرز انجام شد نشان داد که متوسط سختی فلز پایه در حدود 285 ویکرز است؛ در صورتی که سختی در منطقه ذوب نمونه های جوشکاری شده  به علت افزایش درصد آستنیت تا 250 ویکرز کاهش یافت. این در حالی که میزان سختی منطقه متأثر از حرارت به دلیل کاهش درصد حجمی آستنیت و نفوذ ترکیباتی همچون کاربید کروم در فاز فریت تا 340 ویکرز افزایش نشان داد. نتایج حاصل از آزمون کشش مشخص کرد که در اثر افزایش حرارت ورودی استحکام کششی کاهش یافته است، که این موضوع به علت افزایش اندازه دانه ها در اثر افزایش حرارت ورودی است.

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.

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 بررسی‌های 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 می‌دهد؛ اگرچه کاهش حدود 17 درصدی سختی در ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) محسوس‌تر 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 می‌توان 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 دیمپل‌های کوچک و بزرگ را نشان می‌دهد که از نرمی‌HAZ 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 می‌دهد در شرایط خوردگی گالوانیکی، این اختلاف پتانسیل نسبتا زیاد می‌تواند مقاومت به خوردگی ضعیف‌تری را برای BM پدید آورد.   

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 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. بررسی‌های 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.

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. یافته‌های 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.

تحقیقات اخیر معطوف به توسعه فولادهایی موسوم به فولادهایTRIPشده‌اند که هر دو مؤلفه استحکام و چقرمگی را هم‌زمان به مقدار مورد قبولی دارا است.با توسعه این فولادها ، نیاز به جوشکاری با مقدار فلز جوش کمتر و استحکام مناسب احساس می‌شود.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 انجام‌شده و اثر آن روی ریزساختار و سختی حاصل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش حرارت ورودی، نرخ سرد شدن کاهش‌یافته و این عامل باعث پایداری مقدار بیشتری از فاز نرم فریت دلتا می‌شود که درنتیجه‌ی آن مقدار سختی فلز جوش کاهش یافته و بنابراین اختلاف سختی بین فلز پایه و فلز جوش تعدیل می‌یابد.

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 آزمایش‌های کشش، ضربه شارپی و میکروسختی‌سنجی استفاده گردید. بررسی‌ها نشان داد که با افزایش حرارت ورودی در فرآیند SMAW، ریزساختار دانه‌ریزتر شده، استحکام و میکروسختی افزایش پیدا کرده ولی انرژی ضربه کاهش یافته است.

هدف این مطالعه ایجاد پوششی به منظور افزایش عمر قطعات کاربردی در محیط گاز ترش می باشد. برای این امر، دو لایه پوشش محافظ از جنس فولاد زنگ‌نزن مارتنزیتی NiMo 410 بر روی سطح فولاد کم آلیاژ ایجاد شده است. در این مطالعه، با انجام عملیات حرارتی پس از جوشکاری، سعی در کاهش سختی و ایجاد آستنیت باقی‌مانده به عنوان تله هیدروژنی پایدار است. بررسی ریزساختاری، تفرق پرتو ایکس، و همچنین سختی‌سنجی نمونه‌ها، افزایش درصد آستنیت باقی‌مانده را در اثر تمپر نمونه‌ها نشان می دهد. انجام تمپر دو مرحله‌ای علاوه بر کاهش سختی در پوشش‌ها، سبب افزایش بیشتر کسر حجمی آستنیت، به عنوان ساختاری مقاوم در برابر پدیده تردی هیدروژنی می شود.

امروزه اتصال کاربیدهای سمانته به فولادها به‌وسیله روش لحیم کاری سخت مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مشکلات این اتصالات ایجاد تنش پسماند است که با انتخاب صحیح پارامترهای لحیم کاری سخت می توان آن را کاهش داد. در این پژوهش از آلیاژ پرکننده پایه نقره حاوی عناصر مس، روی و کادمیم در دمای °C 780 استفاده شد و تاثیر پارامتر زمان 5، 10 و 15 دقیقه روی ریزساختار و خواص مکانیکی بررسی شد. نتایج نشان داد که لحیم کاری در زمان 15 دقیقه باعث رشد ستونی فاز محلول جامد مس از سمت کاربید سمانته به فولاد می شود و استحکام ماکزیمم 94 مگاپاسکال را بدست می دهد. همچنین، با گذشت زمان زاویه ترشوندگی سطح کاربید سمانته از °40 به حدود °27 کاهش می یابد.

چقرمگی فلز جوش در اتصالات جوشی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش هدف دست یابی به بیشترین چقرمگی فلزجوش در اتصالات غیرمشابه فولاد 316AISI  به فولاد 91.Gr 387A بوده است. به این منظور با تغییر پارامترهای فرایند جوشکاری قوس تنگستن-گاز با جریان پالسی با استفاده از فلز پرکننده 3ERNiCrMo-، اقدام به بهینه سازی آن ها جهت دست یابی به بیشترین مقدار انرژی جذب شده در آزمایش ضربه شارپی، به عنوان معیاری از چقرمگی، با استفاده از روش تاگوچی  شده است. در این راستا از پارامترهای فرایند شامل جریان بیشینه ، جریان زمینه ، فرکانس و درصد زمان روشن بودن  در سه سطح مختلف استفاده گردید. با محاسبه و بررسی میزان نسبت سیگنال به نویز  بر اساس روش تاگوچی، بهترین مقادیر برای پارامترهای فوق الذکر به ترتیب 120 آمپر، 90 آمپر، 10 هرتز و 80% به دست آمد؛ نمونه ساخته شده با پارامترهای بهینه، انرژی ضربه میانگین 65 ژول در دمای 20- درجه سانتی گراد، داشت. همچنین جریان زمینه بیشترین تاثیر را بر انرژی جذب شده در آزمایش ضربه داشت و پس از آن بیشترین تاثیر به ترتیب مربوط به فرکانس، جریان بیشینه و درصد زمان روشن بودن بود.    

در این تحقیق فولاد پایه ی 420 مارتنزیتی با استفاده از فلز پرکننده های مختلف L308 ER، L309 ER، 420 ER با استفاده از روش جوشکاری GTAW جوشکاری شد. سپس خوردگی این فولادها در محیط 5/3% کلرید سدیم با حضور و بدون حضور گاز دی اکسید کربن توسط آزمون های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که جوش های حاصل از فلز پرکننده L308 ER و L309 ER مقاومت بالای خوردگی را به علت بالاتر بودن مقدار کروم از خود نشان دادند و همچنین فولاد زمینه 420 در منطقه متاثر از حرارت دچار حساسیت شده است. همچنین حضور گاز دی اکسید کربن می تواند پتانسیل حفره دار شدن را در تمامی نمونه ها پایین آورد. به علاوه این گاز محلول را اسیدی کرده و پتانسیل خوردگی را تا مقادیر 500- میلی ولت نسبت به الکترود مرجع کالومل پایین می آورد و جریان رویینگی را نیز در تمامی نمونه های فولاد زنگ نزن افزایش می دهد.

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.