عنوان پایان‌نامه
جوشکاری لیزرپالسی ND-YAG سوپر آلیاژ پایه نیکل نایمونیک۹۰۱ به فولاد A۵۰۸
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-جوشکاری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1287;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75814;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1287;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75814
- تاریخ دفاع
- ۱۶ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- کیومرث احمدپور
- استاد راهنما
- سیدعلی اصغر اکبری موسوی
- چکیده
- در این پژوهش، جوشکاری غیرهم‌جنس سوپرآلیاژ نایمونیک ??? به فولاد کم آلیاژ 508A نوع N4 با ضخامت 1 میلی‌متر به روش جوشکاری لیزر ضربانی Nd:YAG با حداکثر انرژی ضربان 6 ژول مورد بررسی قرار گرفت. با آزمون های میکروسکوپی نوری و الکترونی روبشی، پراش پرتو X، میکرو سختی سنجی و کشش خواص فیزیکی و مکانیکی اتصال ارزیابی شد. در مورد جوشکاری سوپر آلیاژ نایمونیک 901، ساختار به دست آمده در فلز جوش به‌صورت کاملاً دندریتی بود. ترک آوشی مربوط به منطقه متأثر از حرارت مشاهده شد که استفاده از روش‌های کاهش شیب حرارتی و تنش‌های پسماند به‌خصوص پیش‌گرم، سبب کاهش و حذف ترک‌ها گردید. نتایج نشانگر افزایش سختی در نواحی نزدیک به فلز پایه بود. در مورد جوشکاری فولاد 508A ساختار فلز جوش، به‌صورت کاملاً مارتنزیتی است. تنها دو عیب گودی جوش و تخلخل در نمونه‌های جوشکاری شده مشاهده گردید که با تغییر متغیرهای جوشکاری رفع شد. در مورد جوشکاری غیرهم‌جنس سوپر آلیاژ نایموینک901 به فولاد 508A عیوبی مانند ترک گرم، گودی جوش و تخلخل در نمونه‌های جوشکاری شده مشاهده شد و نتایج نشان داد بهترین روش برای جوشکاری این آلیاژ استفاده از روش جوش مجدد یا دو پاسه بود. برای رسیدن به عمق نفوذ مناسب، ولتاژ، پهنای زمانی ضربان، بسامد ضربان و سرعت جوشکاری به ترتیب 550 ولت، 7 میلی ثانیه، 6 هرتز و 2/26 میلی‌متر بر ثانیه انتخاب شد و هر دو پاس جوشکاری با این متغیرها انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که ساختار حاصل از جوشکاری، از زمینه آستنیتی حاوی ستون‌های دندریتی و در برخی مناطق سلولی تشکیل‌شده است. ساختار دندریتی فلز جوش در ناحیه نزدیک فلز پایه فولاد سلولی بود. در ناحیه ی متأثر از حرارت فلز پایه‌ی نایمونیک 901 به دلیل حرارت ورودی بالا در دو پاس اندکی رشد دانه و افت سختی نسبت به فلز جوش مشاهده شد. خصوصیات مکانیکی فلزات، پس از اتصال کاهش یافته و جدایش موجب تغییر در مقدار عناصر و پیدایش ترکیبات بین فلزی در فواصل بین دندریت‌ها و سلول‌ها می‌گردد. همه نمونه‌های غیرهم‌جنس در آزمون کشش از ناحیه فلز جوش دچار شکست گردیدند.
- Abstract
- Liquation cracks were sean in the heat affected zone that would be reduced and removed after reduction of thermal gradiants and residual stresses especially using preheat process. The results showed that the increase of hardness in the area near the base metal. In the case of similar welding of A508 steel welding, weld metal structure is fully martensitic. Only two defects of porosity and bezel in surface of weld pool was observed that be removed by changing welding parameters. In the case of dissimilar welding of Nimonic 901 superalloy to A508, some defects such as hot crack, bezel in the surface of weld pool and weld porosity were observed and results showed that the best method for dissimilar welding of was re-passing or two pass welding method. In order to achieve the proper dimntions of weld pool, voltage, pulse duration, frequency and welding speed parameters were choosen as 550 V, 7 ms, 6 Hz and 26/2 mm.s-1 respectivly, and both welding passes was performed with these parameters. Experimental investigations showed that the structure of the weld pool contained austenitic matrix with columns and dendritic cells in some areas. Cellular microstructure in the weld pool region near the steel base metal welding was seen. In the two pass weld due to high heat input, in the HAZ of Nimonic 901 base metal grain growth and loss of hardness was observed. Mechanical properties of materials after welding dropped and segregation causes changes in the values and the emergence of intermetallic compounds in the intervals between dendrites and cells. All dissimilar samples in the tensile test were fractured from weld metal. Keywords: dissimilar pulsed laser welding, Nimonic 901 superalloy, A508 Gr4N low alloy steel, preheat, re-pass welding, Mechanical properties
