بررسی خواص مکانیکی و ساختار میکروسکوپی جوش های تعمیری تیغه های برش دستگاه حفاری تونل ( TBM )

در این پژوهش ساختار میکروسکوپی و خواص مکانیکی لایه سخت پوش ایجاد شده بر روی تیغه برش دستگاه حفاری تونل ( TBM ) از جنس فولاد ۱۳H مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور از الکترود پرکروم- پرکربن (حاوی ۳۴ % کروم و ۸ / ۴ % کربن) برای ایجاد لایه سخت پوش توسط فرآیند جوشکاری قوسی الکتریکی با الکترود دستی ( SMAW ) بر روی تیغه برش استفاده شد. جوشکاری در دو شرایط پیشگرم کردن این فولاد در دمای ۳۰۰ درجه سانتی گراد و بدون پیشگرم کردن انجام شد. لایه سخت پوش ایجاد شده بر روی سطح نمونه ها از نظر عیوب جوش، ساختار میکروسکوپی، مقاومت سایشی و سختی پوشش مورد ارزیابی قرار گرفت. در ناحیه فلز جوش ایجاد شده بدون پیشگرم کردن، ترک در فلزجوش مشاهده شد. در صورتی که فلز جوش و منطقه متاثر از حرارت نمونه که تحت تاثیر پیشگرم کردن قرار گرفته است، بدون ترک می باشد. نتایج سختی سنجینشان داد که سختی فلز پایه ۴۹ راکول سی و متوسط سختی فلز جوش در حالت پیشگرم شده و بدون پیشگرم به ترتیب ۵۴ و ۵۳ راکول سی و سختی ناحیه تحت تاثیر حرارت در حالت پیشگرم شده و پیشگرم نشده به ترتیب ۵۶ و ۴۹ راکول سی بود. ساختار میکروسکوپی فلزپایه و منطقه متاثر از حرارت و فلزجوش به ترتیب مارتنزیت و مارتنزیت تمپر شده و آستنیتی می باشد. همچنین کاربیدهای کروم تشکیل شده در فلز جوش نمونه جوشکاری شده در شرایط پیشگرم نسبت به نمونه بدون پیشگرم کوچکتر بوده است. سختی کاربیدهای تشکیل شده در فلز جوش به بیش از ۱ / ۰HV۱۹۰۰ میرسد. نمونه پیشگرم شده نسبت به نمونه بدون پیشگرم تحت شرایط آزمون سایش یکسان دارای مقاومت سایشی بالاتری می باشد که علت آن آهسته سرد شدن فلز جوش در اثر پیشگرم اولیه و در نتیجه فرصت زیادتر برای تشکیل کاربیدها بوده است.

کلیدواژه ها:

تیغه برش ، دستگاه حفاری تونل ( TBM ) ، سخت پوش ، فولاد ۱۳H ، ساختار میکروسکوپی ، سختی ، مقاومت سایشی