28766

بررسي عددي و تجربي تاثير توان ليزر بر ريزساختار، استحكام و تنش پسماند جوش ناهمسان آلياژ TC4 به فولاد زنگ نزن 304 به روش جوشكاري ليزر

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

1399

1402/4/21

سيد رضا علمي حسيني - باقر محمدصادقي

دانشكده مهندسي مواد و متالورژي

در اين پروژه، جوشكاري ليزر فولاد زنگ نزن 304 به آلياژ تيتانيوم انجام شد. نكته ي مهم در جوشكاري با ليزر، ايجاد شرايط مطلوب با تنظيم پارامترهاي ورودي است. ايجاد اتصالات بسيار مقاوم بين آلياژهاي تيتانيوم و فولاد زنگ نزن كاربردهاي صنعتي بسياري دارد. از جمله كاربردهاي اين اتصال مي توان به كاربردهاي شيميايي، هسته اي و هوافضا اشاره كرد. جوشكاري اين دو آلياژ به علت تفاوت زياد در خواص فيزيكي بين دو آلياژ، بسيار دشوار است. مشكل اصلي در اتصال دو آلياژ تيتانيوم و فولاد زنگ نزن تشكيل فازهاي ترد Fe-Ti است كه بسيار شكننده بوده و موجب ترك پس از جوشكاري مي شود. براي اتصال اين دو آلياژ از لايه هاي مياني مختلفي مانند Cu، Ag، Ni، Al، Mg، Va و Ta استفاده مي شود. با توجه به مزيت هايي كه لايه ي مس دارد، از آن به عنوان لايه ي مياني براي جوشكاري ليزر آلياژ تيتانيوم به فولاد زنگ نزن، استفاده شد. جوشكاري ليزر ورق هاي تيتانيوم و فولاد زنگ نزن 304 به ضخامت 2mm و يك ورق مس به عنوان لايه ي مياني با ضخامت 1mm در توان هاي ليزر مختلف و سرعت جوشكاري 2m/min انجام شد. بهترين استحكام كششي اتصال Ti-SS در مقدار 300MPa در توان 4kW حاصل شد. به منظور دستيابي به بهترين كيفيت در اتصال نامتجانس، آزمايشات جوشكاري در 3 موقعيت تمركز ليزر انجام شد. در نهايت، با استفاده از نرم افزار آباكوس شبيه سازي اين فرآيند انجام شد و تنش پسماند پس از جوشكاري بدست آمد.

1402/07/05

Numerical and experimental investigation of the effect of laser power on the microstructure, strength and residual stress of dissimilar welding of TC4 alloy to 304 Stainless Steel by laser welding method

7/11/2024 12:00:00 AM

In this project, laser welding of stainless steel 304 to titanium alloy was done. An important point in laser welding is to create the favorable conditions by adjusting the input parameters. Creating highly resistant joints between titanium alloys and stainless steel has many industrial applications. Chemical, nuclear and aerospace applications can be mentioned among the applications of this joint. The welding of these two alloys is very difficult due to the great difference in physical properties between the two alloys. The main problem in joining two titanium alloys and stainless steel is the formation of Fe-Ti brittle phases, which are very brittle and cause cracks after welding. Different intermediate layers such as Cu, Ag, Ni, Al, Mg, Va and Ta are used to join these two alloys. due to the advantages of the copper layer, it was used as an interlayer for laser welding of titanium alloy to stainless steel. Laser welding of titanium sheets and 304 stainless steel with a thickness of 2 mm and a copper sheet as an interlayer with a thickness of 1 mm was performed at different laser powers and a welding speed of 2 m/min. The highest tensile strength of the Ti-SS joint was obtained at 300 MPa at a laser power of 4 kW. In order to achieve the best quality in dissimilar joints, welding tests were performed in 3 laser focus positions. Finally, this process was simulated by using Abaqus software, and the residual stress after welding was obtained.

جوشكاري ليزر , فولاد زنگ نزن 304 , آلياژ تيتانيوم TC4 , خواص مكانيكي , لايه ي مياني

laser welding , 304 stainless steel , TC4 titanium alloy , mechanical properties , Interlayer

Peiman Khorshidi

Dr. Reza Elmi