عنوان پایان‌نامه
بررسی خواص مکانیکی و متالورژیکی جوش لب به لب صفحات از جنس سوپر آلیاژ اینکونل ۶۲۵ به فولاد ۵۱۷ A
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-جوشکاری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1125;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64343
- تاریخ دفاع
- ۱۰ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- هادی رمضانی
- استاد راهنما
- سیدعلی اصغر اکبری موسوی
- چکیده
- در این پژوهش، از یک دستگاه لیزر Nd:YAG ضربانی با حداکثر انرژی ضربان 6 ژول، برای برقراری اتصال استفاده شد. از آزمون های میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی، پراش پرتو X، میکرو سختی سنجی، کشش و خوردگی برای بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی اتصال نامشابه اینکونل 626 به فولاد 680 A استفاده شد. در مورد جوشکاری سوپر آلیاژ اینکونل 626 ، نتایج نشان داد با افزایش ولتاژ و کاهش قطر پرتو در حالت متمرکزشده ابعاد جوش و اندازهی دانه افزایش می یابد. ساختار حاصله در فلز جوش به صورت کاملا دندریتی می باشد. ترک گرم در هیچ یک از نمونه ها مشاهده نشد. نتایج نشانگر افزایش سختی در نواحی نزدیک به فلز پایه بود. در مورد جوشکاری فولاد 680 A ساختار حاصله در فلز جوش، به صورت کاملا مارتنزیتی می باشد. تنها دو عیب گودی جوش و تخلخل در نمونه های جوشکاری شده مشاهده گردید. در مورد جوشکاری سوپر آلیاژ اینکونل 626 به فولاد 680 A نتایج نشان داد بهترین روش برای جوشکاری این آلیاژ استفاده از روش انحراف پرتو به سمت اینکونل 626 میباشد. برای رسیدن به عمق نفوذ مناسب، بسامد ضربان، Hz 4 انتخاب و با توجه به این بسامد، سرعت 1-mm.s 8/66 به کار گرفته شد. پهنای زمانی ضربان ms 4 برای جوشکاری در نظر گرفته شد تا مشکل ایجاد ترکهای گرم و تخلخل در جوش حل شود. ولتاژ و قطر پرتو در ناحیه ی تمرکز بهینه به ترتیب V 686 و mm 0/6 به دست آمد. نتایج نشان می دهد که ساختار حاصل از جوشکاری، از زمینه آستنیتی حاوی ستونهای دندریتی و در برخی مناطق سلولی تشکیل شده است. ساختار دندریتی فلز جوش در ناحیه نزدیک فلز پایه اینکونل درشت تر از سمت فولاد بود. در ناحیه ی متاثر از حرارت فلز پایهی اینکونل 626 ناحیه ذوب موضعی در حرارت ورودی بالاتر که مشتمل بر رسوبات بسیار کوچک بود، تشکیل گردید. اما در فلز پایه فولاد، نواحی گوناگونی در ناحیه متاثر از حرارت تشکیل شد. عیوبی مانند ترک گرم، گودی جوش و تخلخل در نمونه های جوشکاری شده مشاهده گردیدند. خصوصیات مکانیکی فلزات، پس از اتصال تنزل یافته و جدایش موجب تغییر در مقادیر عناصر و پیدایش ترکیبات بین فلزی در فواصل بین دندریت ها و سلولها می گردد. همه نمونه های غیر همجنس در آزمون کشش از ناحیه فلز جوش دچار شکست گردیدند. نمونه دارای انحراف پرتو دارای مقاومت در برابر خوردگی بیشتری در مقایسه با فلز پایه فولاد بود.
- Abstract
- In this research, an Nd: YAG pulsed laser beam machine with a maximum pulse energy of 6 mJ, was used to make a butt joint. Optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), X-Ray Diffraction, Micro-Vickers hardness measurements, tensile testing and corrosion resistance test were performed at room temperature to investigate the microstructure and mechanical properties of the joints. For In 625 alloy welding samples, results proved that increase in voltage or decrease in Laser beam focused diameter led to an increase in weld dimensions and grain size. The weld microstructure of alloy 625 was fully dendritic. Hot tearing was not seen in any sample. The results showed an increase in microhardness valuse near base plate.The weld microstructure of St A517 was coarse martensite. Weld crater and porosity were the main problems during welding of this steel. Welding with deviation of the beam from interface to the In625 proved to be the best method of connecting In 625 superalloy to St A517. To obtain the required peneteration deoth, pulse frequency was set to 4Hz, which dictated welding speed of 1.56 mm/s to sufficient pulse overlap. Pulse duration of welding was set to 7 ms to resolve hot tearing and porosity problems. Optimum voltage and laser beam focused diameter measured 515V and 0.6 mm, respectively. All dissimilar welded samples showed an austenitic matrix that consisted of dendritic microstructure in weld zone so that the coarse microstructure was seen near Inconel and fine one beside steel base plate. Partially melted zones and some small precipitations were seen in HAZ of In625, but HAZ of steel were consisted of different regions. Hot tearing, crater and porosity was seen in samples.The mechanical properties of the samples were reduced after welding so that all dissimilar welded samples were failed from weld zone in tensile test. The corrosion resistance of optimun sample was more than steel base plate.
