13560

13560

تاثير فلاكس‌هاي SiO2، SiO2-MnO2 و SiO2-Al2O3 در جوشكاري GTAW فولاد 304L بر روي درشت ساختار، ريزساختار و خواص مكانيكي جوش

كارشناسي ارشد

مواد و متالورژي - شناسايي و انتخاب مواد فلزي

آذرماه 1393

آذرماه 1393

دكتر شهرام خيرانديش - دكتر مسعود گودرزي

چكيده در اين پژوهش، ورق فولاد زنگنزن آستنيتي 304L با ضخامت 8 ميليمتر توسط روش A-GTAW و با استفاده از فلاكسهاي فعالكننده SiO2، MnO2، Al2O3 و تركيبي SiO2-MnO2 با چهار ضخامت 1/0، 3/0، 5/0 و 7/0 ميليمتر و تركيبهايي از دو اكسيد SiO2 و Al2O3 با ضخامت 3/0 ميليمتر جوشكاري شد. ورود اكسيژن به عنوان يك عنصر فعال در سطح حوضچه جوش به مقدار مشخص باعث تغيير در گراديان دمايي كشش سطحي (∂γ/∂T) سيال از مقداري منفي به مثبت ميشود و با تغيير جهت جريان سيال، مقدار عمق نفوذ (D) و همچنين نسبت عمق نفوذ به پهناي جوش (D/W) افزايش مييابد. البته نتايج نشان ميدهد كه مكانيزم ديگري تحت عنوان انقباض قوس نيز در افزايش عمق نفوذ جوش موثر است. با بررسي نتايج بدست آمده مشخص شد كه مكانيزم اصلي در افزايش عمق نفوذ جوش توسط SiO2، احتمالا مكانيزم انقباض قوس و در مورد MnO2، احتمالا مكانيزم تغيير جهت جريان جابجايي مارانگوني ميباشد ولي در مورد فلاكس Al2O3 هيچ مكانيزمي صادق نيست. نتايج نشان ميدهد كه با افزايش ضخامت فلاكسهاي SiO2 و MnO2، مقدار عمق نفوذ جوش تغيير ميكند بهطوريكه بيشترين مقدار عمق نفوذ براي فلاكسهاي SiO2 و MnO2 به ترتيب در ضخامتهاي 3/0 و 7/0 ميليمتر حاصل شد. بيشترين نسبت عمق نفوذ به پهناي جوش با فلاكس SiO2 درضخامت 3/0 ميليمتر بدست آمد كه در اثر اعمال اين فلاكس، اين نسبت از 175/0 به 535/0 افزايش يافت. نتايج بدست آمده از عمق نفوذ مربوط به فلاكسهاي حاوي Al2O3 نشان ميدهد كه اين نوع فلاكسها تاثيري بر عمق نفوذ ندارند. به منظور بررسي تاثير فلاكسهاي فعالكننده سطحي بر ريزساختار، آناليز متالوگرافي با استفاده از ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي و فريت سنجي انجام شد. با بررسي ريزساختار منطقه جوش مشخص شد كه در اثر افزودن فلاكسهاي فعالكننده سطحي، ريزساختار مركزي منطقه جوش ريزتر شده و دركنارههاي منطقه جوش، فاصله بين بازوهاي دندريتي بيشتر شده و ريزساختار درشتتر شده‌است. همچنين فلاكسهاي فعال‌كننده سطحي، مقدار فريت دلتاي جوش را افزايش دادهاند. علاوه بر اين، جهت بررسي مكانيزمهاي موثر در فرآيند A-GTAW در حين جوشكاري از قوس عكسبرداري شد و همچنين آزمايش طيف سنجي جذب اتمي جهت تعيين تركيب شيميايي منطقه جوش و آزمون ريزسختي سنجي انجام شد. نتايج حاصل از آزمون ريزسختي سنجي مؤيد اين مطلب است كه افزايش مقدار فريت دلتاي جوش، سختي منطقه جوش را بهبود بخشيدهاست. واژه‌هاي كليدي:فولاد زنگنزن آستنيتي 304L، روش A-GTAW، فلاكسهاي فعالكننده