بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش تاثیر حرارت ورودی بر روی ریزساختار وخواص مکانیکی اتصال آلیاژ منیزیم AZ91 مورد بررسی قرار گرفت به طوری که درآن، حالت اتصال به صورت لب به لب بوده و عملیات اتصال در سه حرارت ورودی مختلف - به ترتیب 449،267 و - 688J/mm با استفاده از فرایند جوشکاری قوسی تنگستنی تحت محافظت گاز خنثی - - GTAW انجام پذیرفت. مشاهدات ریزساختاری با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - ، نشان داد که با افزایش حرارت ورودی اندازه دانهها در هر دو منطقه جوش و منطقه ذوب جزئی شده - - PMZ درشت تر شده و پهنای این مناطق افزایش یافته است. علاوه بر این، افزایش حرارت ورودی تا 688J/mm باعث تغییر مورفولوژی فاز یوتکتیک در هر دو منطقه جوش و ذوب جزئی شده - بخصوص در منطقه جوش - میشود به این ترتیب که از حالت پیوسته به شکل منقطع و دانهای در میآید و توزیع آن از حالت مرز دانهای به حالت پراکنده تغییر مییابد.
نتایج تست کشش نشان می دهد که در حرارت ورودی بالا - - 688J/mm به دلیل ایجاد حفرههای گازی در منطقه جوش استحکام حاصله به 114 MPa میرسد که در مقایسه با حرارت ورودی پایینتر - - 267J/mm حدود 21% کاهش را نشان میدهد.
واژههای کلیدی : آلیاژ منیزیم 91AZ، حرارت ورودی، جوشکاری قوس تنگستنی، ریزساختار، خواص مکانیکی، شکست نگاری
تأثیر حرارت ورودی بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ منیزیم AZ91 با استفاده از فرایند GTAW
چکیده
در این پژوهش تاثیر حرارت ورودی بر روی ریزساختار وخواص مکانیکی اتصال آلیاژ منیزیم AZ91 مورد بررسی قرار گرفت به طوری که درآن، حالت اتصال به صورت لب به لب بوده و عملیات اتصال در سه حرارت ورودی مختلف - به ترتیب 449،267 و - 688J/mm با استفاده از فرایند جوشکاری قوسی تنگستنی تحت محافظت گاز خنثی - - GTAW انجام پذیرفت. مشاهدات ریزساختاری با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - ، نشان داد که با افزایش حرارت ورودی اندازه دانهها در هر دو منطقه جوش و منطقه ذوب جزئی شده - - PMZ درشتتر شده و پهنای این مناطق افزایش یافته است. علاوه بر این، افزایش حرارت ورودی تا 688J/mm باعث تغییر مورفولوژی فاز یوتکتیک در هر دو منطقه جوش و ذوب جزئی شده - بخصوص در منطقه جوش - میشود به این ترتیب که از حالت پیوسته به شکل منقطع و دانهای در میآید و توزیع آن از حالت مرز دانهای به حالت پراکنده تغییر مییابد.
نتایج تست کشش نشان می دهد که در حرارت ورودی بالا - - 688J/mm به دلیل ایجاد حفرههای گازی در منطقه جوش استحکام حاصله به 114 MPa میرسد که در مقایسه با حرارت ورودی پایینتر - - 267J/mm حدود 21% کاهش را نشان میدهد.
واژههای کلیدی : آلیاژ منیزیم AZ91، حرارت ورودی، جوشکاری قوس تنگستنی، ریزساختار، خواص مکانیکی، شکست نگاری
مقدمه
ترکیبی از چگالی پائین 1/74gr/cm³ - ، که در مقایسه با آلومینیوم 30% و در مقایسه با آهن % 70 سبکتر است - ، نسبت استحکام به وزن بالا، قابلیت میرایی ارتعاش و محافظ خوب در برابر امواج الکترومغناطیسی، آلیاژهای منیزیم را برای کاربردهای سازهای سبک که اغلب در صنایع خودرو سازی و صنایع هوافضا مورد نیاز است متمایز ساخته است3]،2،.[1 در بین آلیاژهای منیزیم ، آلیاژ AZ91 معروفترین آلیاژ ریختهگری منیزیم به حساب میآید به طوریکه بخش عمدهای از تولیدات قطعات ریختهگری را به خود اختصاص داده است. با این وجود، ساخت قطعات بزرگ و پیچیده به دلیل انعطاف پذیری پائین آلیاژ در دمای اتاق، دشوار و گران قیمت میباشد و این موضوع به خاطر ساختار کریستالی هگزاگونال - 5HCP - منیزیم بوده که از تعداد سیستم لغزش کافی بر خوردار نمیباشد. از این رو جهت ارتقاء کارایی این آلیاژها تکنولوژی اتصال نقش مهمی را ایفا می کند و در این خصوص تلاشهای زیادی نیز در بررسی جوشکاری آلیاژهای منیزیم با استفاده از فرایندهای مختلف از قبیل: 6FSW ، جوشکاری لیزر ترکیبی، جوشکاری پرتو الکترونی و جوشکاری تحت محافظت گاز خنثی - - TiG7 صورت پذیرفته است4]،.[1
از میان فرایندهای فوق فرایند TIG به دلایل اقتصادی و سهولت در دسترسی، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است و بهترین گزینه جهت بازسازی قطعات معیوب ریختهگری به حساب میآید. با این وجود، آلیاژ ریختهگری AZ91 به دلیل داشتن دامنه انجماد وسیع، به پیدایش عیوبی از قبیل جدایش، تخلخل و ترک گرم مستعد می باشد6]،.[5 در هنگام جوشکاری نیز بسته به نوع فرایند و حرارت ورودی، منطقه ذوب جزئی - - PMZ8 متفاوتی بوجود می آید که از لحاظ ریز ساختاری مستعد به ترک گرم میباشد و اکثر تحقیقات صورت پذیرفته معطوف به این حوزه میباشد8]،7،.[ 3 با این وجود، تاثیر هم زمان حرارت ورودی بر ریزساختار و خواص مکانیکی جوش حاصله با استفاده از فلز پرکننده از جمله موضوعاتی است که کمتر بدان پرداخته شده است و هدف اصلی این تحقیق نیز دستیابی به حرارت ورودی بهینه میباشد بهطوری که در آن حداقل افت خواص جوش نسبت به فلز پایه در شرایط as welded حاصل شود.
• روش پژوهش
مواد اولیه مورد استفاده و آماده سازی نمونهها
برای انجام عملیات جوشکاری از یک پلیت ریخته گری شده - روش ریختهگری ماسهای - آلیاژ AZ91 در ابعاد 600×400×16mm نمونه هایی به ابعاد150×60×4mm استخراج شد و ترکیب شیمیایی آن نیز توسط دستگاه آنالیز کوانتومتری - GNR-METALAB- - 75-80J مطابق با جدول1 تعیین گردید. علاوه بر این، جهت اطمینان از نبود عیوب داخلی، نمونهها تحت آزمون رادیوگرافی نیز قرار گرفتند.
