تأثير ميزان اختلاط گاز N2 با گاز محافظ Ar در جوشكاري فولادهاي زنگ‌نزن آستنيتي به روش جوشكاري GTAW پالسي

كارشناسي ارشد

به منظور بررسي تأثير تركيب گاز محافظ و فركانس جريان پالسي بر فلز جوش در جوشكاري فولادهاي زنگ‌نزن آستنيتي ورق فولادي با ضخامت ۴ ميلي‌متر با استفاده از مقادير صفر، ۰/۵، ۱، ۲، ۵ و ۱۰ درصد حجمي گاز نيتروژن در گاز محافظ آرگون و تحت جريان پالسي با فركانس‌هاي ۴۰، ۸۰، ۱۲۰، ۱۶۰ و ۲۰۰ هرتز با روش قوسي تنگستن-گاز جوشكاري شد. برشكاري قطعات جوش داده‌شده، انجام گرفت و مقاطع فلز جوش متالوگرافي شد و در ادامه تصاوير ريزساختار فلز جوش توسط ميكروسكوپ نوري (OM) و الكتروني روبشي (SEM) تهيه شد. علاوه بر آن عمق نفوذ در فلز جوش به وسيله ميكروسكوپ استريو مشاهده و ثبت گرديد. همچنين آزمايش‌هاي ريزسختي‌سنجي، فريتوسكوپي، آناليز نيتروژن و كشش طولي از منطقه جوش به عمل آمد و سطح شكست حاصل از آزمايش شكست در منطقه جوش ثبت شد و نتايج آن‌ها مورد بررسي قرار گرفت. واكاوي نتايج آزمايش‌ها نشان داد كه با افزايش فركانس جريان حجم مذاب منطقه جوش در بيش‌ترين مقدار به ميزان %۳۷ افزايش يافته و نسبت عمق به عرض فلز جوش بيش‌تر شده است. همچنين با افزايش فركانس، ظرافت ريزساختار تحت تأثير قرار گرفته و به تبع آن سختي و استحكام فلز جوش با افت مواجه شد. همچنين با افزايش مقدار نيتروژن در گاز محافظ آرگون، ميزان نيتروژن فلز جوش تا ميزان ۰/۱۱۶۸ درصد وزني افزايش يافت و اين افزايش در فركانس‌هاي بالاتر قابل ملاحظه‌تر بود. با اختلاط نيتروژن با گاز محافظ تغيير حجم مذاب و نسبت عمق به عرض جوش افزايش پيدا كرد و در حالت بيشينه ۲/۳۷ برابر شد. با حل شدن نيتروژن در حوضچه جوش، مقدار فريت منطقه جوش به ۲/۹ درصد حجمي در فركانس ۲۰۰ هرتز كاهش يافت و مورفولوژي فريت باقيمانده تحث تأثير قرار گرفت و از يك حالت مخلوط توفالي-اسكلتي به حالت كاملاً اسكلتي تبديل شد. بررسي خواص مكانيكي فلز جوش در حضور نيتروژن در گاز محافظ نيز اثبات نمود كه سختي فلز جوش با افزايش نيتروژن در تمامي فركانس‌ها افزايش يافته‌است و اين افزايش تا يك حد مشخصي (%۵) نيتروژن در گاز محافظ اتفاق افتاد. نتايج نشان داد كه سختي مناطق نزديك به سطح حوضچه بيش‌تر بوده و با پيش‌روي هرچه بيش‌تر به مناطق عميق‌تر سختي افت مي‌كند. استحكام تسليم منطقه جوش نيز با افزايش مقدار نيتروژن گاز محافظ افزايش پيدا كرد؛ امّا استحكام شكست فلز جوش با افزايش نيتروژن تغيير معناداري از خود نشان نداد. شكست‌نگاري از سطوح شكست انجام گرفت و ميل به شكست ترد در مقادير نيتروژن بالاتر و فركانس‌هاي پايين مشاهده شد.

190704

دانشگاه علم و صنعت ايران

انتخاب و شناسايي مواد

دكتر شهرام خيرانديش - دكتر مسعود گودرزي