مطالعات ریزساختاری اتصالات پرتوی لیزر بین آلیاژ اینکونل ۷۱۸ و فولاد زنگ نزن دوفازی ۲۳۰۴ با هدف بهینه سازی پارامترهای فرایند و دستیابی به استحکام شکست بیشینه

در پژوهش حاضر، ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرمشابه میان فولاد زنگ نزن دوفازی ۲۳۰۴ و سوپر آلیاژ اینکونل ۷۱۸ با استفاده از فرایند جوشکاری لیزر پالسی مطالعه و ارزیابی شد. هدف از انجام این پژوهش، با توجه به وجود خلا محسوس در این نوع اتصال و بررسی تحولات ریزساختاری در نواحی مختلف جوش و تاثیر پارامترهای جوشکاری لیزر بر خواص مکانیکی این اتصالات غیرمشابه است. بدین منظور، از روش طراحی آزمایش رویه پاسخ با تکنیک مرکب مرکزی برای بهینه سازی پارامترهای جوشکاری لیزر استفاده شد. محدوده پارامترهای موثر فرایند شامل توان لیزر، سرعت جوشکاری و عمق فوکوس به ترتیب ۱۰۰۰ تا۱۹۰۰ وات، ۱ تا ۵ میلی متر بر ثانیه و ۱- تا ۱ میلی متر درنظر گرفته شد. از آزمایش کشش تک محوره برای تعیین نیروی شکست اتصالات و از میکروسکوپ نوری برای مشاهده های ریزساختاری و تغییر و تحولات فازی بهره گرفته شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که افزایش دو متغیر سرعت جوشکاری و عمق فوکوس در ابتدا باعث افزایش نیروی شکست اتصالات شده و پس از رسیدن به یک مقدار بهینه، نیروی شکست شروع به کاهش می کند. در این پژوهش بیشینه نیروی شکست اتصالات در توان ۱۹۰۰ وات، سرعت جوشکاری سه میلی متر بر ثانیه و عمق فوکوس صفر میلی متر محاسبه شد. با توجه به نتایج ریزساختار منطقه جوش، دندریت های هم محور در مرکز ناحیه جوش غالب هستند درحالی که در نزدیکی خط ذوب دندریت ها به صورت ستونی انجماد یافته اند. همچنین تغییرات سختی در نواحی مختلف اتصال بحث و بررسی شد. بر اساس نتایج، به دلیل انحلال رسوبات استحکام بخش نظیر TiC و NbC طی فرایند جوشکاری پرتوی لیزر، سختی ناحیه جوش نسبت به فلز پایه اینکونل ۷۱۸ کاهش یافت.

کلیدواژه ها:

Duplex stainless steel ، Nickel based super alloy ، Optimization ، Laser welding. ، فولاد زنگ نزن دوفازی ، سوپرآلیاژ پایه نیکل ، بهینه سازی ، جوشکاری لیزر.