فهرست مطالب

علوم و فناوری جوشکاری ایران - سال دوم شماره 1 (پیاپی 2، بهار و تابستان 1395)

مجله علوم و فناوری جوشکاری ایران
سال دوم شماره 1 (پیاپی 2، بهار و تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/05/12
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مرتضی انصاری پور*، عبدالرضا سلطانی پور، علی قاسمی، محمدرضا دهنوی صفحات 1-13
    این پژوهش با هدف ارزیابی خواص مکانیکی و رفتار خوردگی اتصال جوشکاری اصطکاکی –اغتشاشی شده (FSW) ورق فولاد A517(B) صورت گرفت. پس از دستیابی به اتصال FSW شده با ریزساختار بهینه حاوی کمترین مقدار مارتنزیت، مشخصات اتصال از جنبه خواص مکانیکی و رفتار خوردگی مورد ارزیابی قرار گرفت. از این رو پس از شناسایی فازی به کمک بررسی های ریزساختاری SEM و پراش سنجی پرتو ایکس (XRD)، خواص مکانیکی اتصال با استفاده از ریزسختی سنجی ویکرز و آزمون کشش عرض جوش، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. ریزسختی سنجی افزایش جزیی سختی ناحیه اغتشاش (SZ) را در مقایسه با فلز پایه (BM) نشان می دهد؛ اگرچه کاهش حدود 17 درصدی سختی در ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) محسوس تر است. این افت سختی در HAZ به صورت افت استحکام کششی پدیدار شد و کاهش حدود 12 درصدی استحکام نهایی و 19 درصدی استحکام تسلیم جوش را در مقایسه با BM به دنبال داشت. این افت را می توان به ایجاد فرابازگشت در ریزساختار اولیه فلز پایه حاوی مارتنزیت و بینیت ارتباط داد. بررسی تصاویر میکروسکپی الکترونی روبشی از سطح شکست نمونه کشش، یک توزیع بای-مودال از دیمپل های کوچک و بزرگ را نشان می دهد که از نرمی HAZ و تفاوت در سایز ریزحفرات حکایت دارد. تحلیل رفتار خوردگی اتصال در محیط آب حاوی 5/3 درصد وزنی کلرور سدیم نشان داد که هیچ لایه رویین و پایداری مانع از روند انحلال تشکیل نشده است. رفتار خوردگی مناطق مختلف SZ و فلز پایه، حاکی از نرخ خوردگی نسبتا مشابه این دو ناحیه است. اختلاف حدود 50mv پتانسیل خوردگی SZ و BM نشان می دهد در شرایط خوردگی گالوانیکی، این اختلاف پتانسیل نسبتا زیاد می تواند مقاومت به خوردگی ضعیف تری را برای BM پدید آورد.
    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی، اغتشاشی (FSW)، فولاد A517(B)، مشخصات ریزساختار، رفتار خوردگی
  • سارا ساکیان، حامد ثابت، مهرداد عباسی صفحات 14-20
    در این مقاله تاثیر پارامترهای جوشکاری اصطکاکی (فشار فورج و زمان جوشکاری) بر شکل ظاهری و خواص مکانیکی اتصال فولاد HNV3 به سوپرآلیاژ Nimonic 80A را نشان می دهد. بدین منظور دو میله با قطرهای 20 میلیمتر از هر دو آلیاژ آماده شده و با پارامترهای مختلف (فشار فورج و زمان جوشکاری) با استفاده از روش جوشکاری اصطکاکی سربه سر به یکدیگر متصل شده اند. آزمون کشش برای مشخص شدن تاثیر پارامترهای جوشکاری بر روی نمونه ها انجام شده است و مشخص شده که با انتخاب درست پارامترهای جوشکاری، استحکام نهایی اتصال بین HNV3 و Nimonic 80A در مقایسه با مواد پایه افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: فولاد HNV3، سوپرآلیاژ Nimonic 80A، پارامترهای جوشکاری، جوشکاری اصطکاکی
  • رسول قاسمی*، ابراهیم حشمت دهکردی، مرتضی شمعانیان اصفهانی صفحات 21-31
    در این تحقیق به بررسی ریزساختار اتصال غیرهمجنس اینکولوی 825 به فولاد زنگ نزن آستنیتی 316L پرداخته شده است. بدین منظور از روش جوشکاری قوسی تنگستن-گاز پالسی و فلز پرکننده 316L، اینکونل 82 و اینکونل 625استفاده شده است. نمونه ها پس از برش و آماده سازی، به روش جوشکاری قوسی تنگستن- گاز پالسی با جریان پیک 220 و جریان زمینه ی 110 آمپر جوشکاری انجام گرفت. در ادامه جهت بررسی ریزساختار؛ جوش های حاصل متالوگرافی شده و آنالیز طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS) استفاده شد.خواص مکانیکی قطعات جوشکاری شده با آزمون کشش مورد بررسی قرار گرفت. ریزساختار جوش در تمامی نمونه ها به صورت آستنیتی همراه با رشد دندریت های ستونی و هم محوربود. فلز جوش اینکونل 625 دارای ظریف ترین ساختار دندریتی بود. بررسی های آزمون کشش نشان داد که شکست همه ی نمونه ها به صورت نرم و با درصد ازدیاد طول بالا اتفاق افتاد در این میان بیشترین استحکام کششی نمونه ی جوشکاری شده مربوط به فلز پرکننده اینکونل625 به مقدار 610 مگا پاسکال و درصد ازدیاد طول 48 درصد بدست آمد.نتایج آزمون ریز سختی نشان داد که بیشترین و کمترین میزان سختی فلز جوش به ترتیب مربوط به فلز جوش اینکونل 625 با میانگین سختی 232 ویکرز و فولاد زنگ نزن 316L با میانگین سختی 224 ویکرز می باشد.
    کلیدواژگان: اینکولوی 825، فولاد 316L، جوشکاری غیرهمجنس، جوشکاری قوسی تنگستن، گاز پالسی، ساختار آستنیتی، آزمون EDS
  • مهدی صفری*، حسین مستعان، آرش بختیاری صفحات 32-48
    در این پژوهش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ورق فولادی IF به ضخامت 7/0 میلیمتر به صورت لب روی هم مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور خواص مکانیکی اتصالات و همچنین تغییرات ریزساختاری آنها مطالعه می شوند. نتایج نشان می دهند که با افزایش سرعت دورانی و کاهش سرعت پیشروی ابزار، استحکام شکست اتصالات جوشکاری شده افزایش می یابد. نتایج مربوط به مطالعات بافت شناسی نیز نشان می دهند که با انجام عملیات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر روی فولاد IF، تغییری در مولفه های بافت ایجاد نمی شود. عدم تغییر در مولفه های بافت را می توان به انرژی نقض در چیده شدن زیاد فولاد IF و در نتیجه وقوع تبلور مجدد دینامیکی شدید در حین انجام فرایند نسبت داد. نتایج نشان می دهند که با افزایش سرعت دورانی ابزار از 900 تا 1400 دور بر دقیقه، نیروی نهایی شکست اتصالات حاصل از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی افزایش می یابد. همچنین از نتایج استنباط می شود که با افزایش سرعت پیشروی ابزار از 50 تا 160 میلیمتر بر دقیقه، نیروی نهایی شکست اتصالات کاهش می یابد. در نهایت، از نتایج این مقاله ثابت می شود که در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ورق های فولادی IF با ضخامت 7/0 میلیمتر، بیشترین نیروی شکست اتصالات جوش در سرعت دورانی 1400 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 105 میلیمتر بر دقیقه بدست می آید.
    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، فولاد IF، مطالعات بافت، ریزساختار، بهینه سازی
  • مجتبی صادقی گوغری، مسعود شعبانی، ابراهیم میرزاپور، مسعود کثیری، کامران امینی صفحات 49-56
    اتصال تیتانیوم خالص تجاری و آلیاژ آلومینیوم 5083 در سرعت دورانی 1120 دور بر دقیقه و سرعت پیش روی 50 میلیمتر بر دقیقه به صورت لب به لب توسط جوشکاری هم زن اصطکاکی با موفقیت در این تحقیق انجام شده است. میکرو ساختار، سختی و آزمون کشش بر روی اتصال مورد بررسی قرار گرفت. ناحیه جوش به صورت مخلوطی کامپوزیتی از ذرات آلومینیوم و تیتانیوم می باشد که این ذرات نقش مهمی در افزایش سختی و استحکام کششی ایفا می کند. همچنین ناحیه جوش دارای سه ناحیه می باشد. سختی در ناحیه جوش برابر 480 ویکرز می باشد بدین معنی که سختی در این ناحیه نسبت به فلز پایه تیتانیوم و آلومینیوم به ترتیب 16% و 60% افزایش یافته است که به خاطر ترکیب بین فلزی تیتانیوم- آلومینیوم ایحاد شده در ناحیه جوش می باشد.
    کلیدواژگان: تیتانیوم خالص تجاری، آلومینیوم 321- H 5083، جوشکاری هم زن اصطکاکی، ریزساختار، خواص مکانیکی
  • امیر بهجت، مرتضی شمعانیان، مسعود عطاپور، سید محمد اهل سرمدی صفحات 57-68
    در این پژوهش به ارزیابی ریزساختاری و ارزیابی خواص مکانیکی مقطع جوش اصطکاکی اغتشاشی فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا X-60 توسط میکروسکوپ نوری وآزمون کشش و ریزسختی پرداخته شده است. هدف اصلی این بررسی برقراری ارتباط بین پارامترهای جوشکاری با خواص مقطع جوش بود به طوریکه جوشکاری با سرعت های چرخشی و خطی مختلف انجام شد. یافته های پژوهشی نشان داد تغییر پارامترهای جوشکاری و در نتیجه آن، تغییر درگرمای ورودی حین جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی تاثیر زیادی بر دمای بیشینه و نرخ سرد شدن داشته که موجب ایجاد ریزساختارهای فریتی و بینیتی در منطقه جوش شده که این تغییرات ریزساختاری موجب افزایش استحکام تسلیم از 370MPa به میانگین420MPa شد. همچنین انجام فرایند اصطکاکی اغتشاشی باعث افزایش سختی از 220 ویکرز به میانگین 280 ویکرز و توزیع یکنواخت آن در مقطع جوش شده است. حضور دیمپل ها در تصاویر حاصل از شکست نگاری حاکی از شکست نرم در اثر فرایند اصطکاکی اغتشاشی
    می باشد.
    کلیدواژگان: فولاد کم آلیاژ استحکام بالاX، 60، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، جوشکاری حالت جامد، منطقه متاثر از حرارت، نرخ سردشدن
  • یاسر نجفی، فرشید مالک قایینی، یحیی پالیزدار، سجاد غلامی صفحات 69-76
    تحقیقات اخیر معطوف به توسعه فولادهایی موسوم به فولادهایTRIPشده اند که هر دو مولفه استحکام و چقرمگی را هم زمان به مقدار مورد قبولی دارا است.با توسعه این فولادها ، نیاز به جوشکاری با مقدار فلز جوش کمتر و استحکام مناسب احساس می شود.به همین خاطر تحقیق حاضر به بررسی اثر حرارت ورودی در جوشکاری لیزر فیبر بر روی ابعاد فلز جوش، ریزساختارو سختی جوش حاصله در نوع خاصی از فولاد TRIP موسوم به فولاد δ-TRIP با مقدار کربن 0.4% و مقدار آلومینیوم 4 % پرداخته است.جوشکاریbead on plate در سه حرارت ورودی مختلف 28،60 و 80 ژول بر میلی متر انجام شده و اثر آن روی ریزساختار و سختی حاصل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که با افزایش حرارت ورودی، نرخ سرد شدن کاهش یافته و این عامل باعث پایداری مقدار بیشتری از فاز نرم فریت دلتا می شود که درنتیجه ی آن مقدار سختی فلز جوش کاهش یافته و بنابراین اختلاف سختی بین فلز پایه و فلز جوش تعدیل می یابد.
    کلیدواژگان: فولاد δ-TRIP، عملیات حرارتی، جوشکاری لیزر فیبری، حرارت ورودی، آلومینیوم بالا، میکرو سختی
  • مسعود سبزی، رقیه کلانتری پور صفحات 77-88
    در این پژوهش تاثیر حرارت ورودی فرآیند SMAW بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصالات جوش فولاد هادفیلد مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا 4 عدد ورق آنیل شده به ضخامت mm 2 از فولاد هادفیلد تهیه شده و سپس برای جوشکاری از فرآیند SMAW با مقادیر حرارت ورودی 75/6 و kJ/mmا25/11ستفاده شد. برای بررسی ریزساختار اتصالات جوشکاری از میکروسکوپ نوری و برای بررسی خواص مکانیکی اتصالات از آزمایش های کشش، ضربه شارپی و میکروسختی سنجی استفاده گردید. بررسی ها نشان داد که با افزایش حرارت ورودی در فرآیند SMAW، ریزساختار دانه ریزتر شده، استحکام و میکروسختی افزایش پیدا کرده ولی انرژی ضربه کاهش یافته است.
    کلیدواژگان: فولاد هادفیلد، خواص مکانیکی، اتصالات جوش، حرارت ورودی، ریزساختار
|
  • M. Ansaripour*, A. Soltanpoor, A. Ghasemi, M.R. Dehnavi Pages 1-13
    The aim of this study was to evaluate the mechanical properties and corrosion behavior of friction stir welding (FSW) connection of A517 (B) steel plate. Mechanical properties and corrosion behavior of weld zone were evaluated after reaching to optimum FSW microstructure with the lowest martensite phase. Thus, after the identifying phase microstructure by SEM and XRD analysis, mechanical properties were analyzed by micro-hardness and tensile test. Micro hardness data shows slight increases in stir zone (SZ) compared with the base metal (BM); although a reduction of about 17% in hardness of heat-affected zone (HAZ) was sensible. Reduction of hardness in the HAZ was appeared as drop by about 12 percent of the yield strength and 19 percent of ultimate strength compared with BM. SEM images from fracture surface of the tensile sample showed bi-modal distribution of large and small Dimples being sings of softness of HAZ .Comparing corrosion behavior in solution consist of 3.5 wt% of NaCl showed that there was no passive layers to prevent dissolution of the metal in the SZ and BM. while BM and SZ had fairly similar corrosion rates, Difference of 50 mV between corrosion potential of SZ and BM showed that in galvanic condition, corrosion resistance of BM could be lower than SZ.
    Keywords: friction stir welding, A517(B) steel, microstructural properties, corrosion behavior
  • S. Sakiyan, H. Sabet, M. Abbasi Pages 14-20
    This Paper presents the welding parameter''s effect (forging pressure¡ welding time) on macrostructure and mechanical properties of friction welding valve steel HNV3 to Nimonic 80A super alloy. For this purpose¡ two rods with 20 mm diameters are prepared and with using different parameters (Increase forging pressure and welding time) by friction welding method are welded together. Tensile Test carried out on samples for investigating the effect of a parameter. It was discovered that when the welding parameters used in connecting HNV3 and Nimonic 80A Superalloy couple through friction welding were selected correctly; strength of the connection would increase compared to the main material.
    Keywords: Nimonic 80A Superalloy, HNV3 Steel, Welding Parameters, Friction welding
  • R. Ghasemi*, E. Heshmat Dehkordi, M. Shamanian Pages 21-31
    In this study, microstructural features and mechanical properties of Incoloy 825-316L stainless steel dissimilar joints have been investigated. For this purpose, pulsed gas tungsten arc welding method was employed and 316L, Inconel 82 and Inconel 625 alloys were used as filler metal. First, specimens were cut. Pulsed gas tungsten arc welding was performed using peak and base currents of 220 A and 110 A, respectively. Microstructure of welded joints was studied using metallographic observations and energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis. In order to evaluate the mechanical properties, tensile and microhardness measurements were done on the joints. In all specimens, dendritic and equiaxed and/or cellular growth of austenite phase was observed. Incoloy 625 weld metal had the finest dendritic structure. Tensile test results revealed the ductile fracture with a high percent of elongation for all specimens. The highest tensile strength and percent of elongation of 610 MPa and 48% were obtained for specimen welded using Inconel 625 filler metal. Inconel 625 and 316 stainless steel weld metals showed the highest and lowest microhardness with values of 232 HV and 224 HV, respectively.
    Keywords: Incoloy 825, 316L stainless steel, Dissimilar welding, Pulsed gas tungsten arc welding, Austenitic microstructure, EDS
  • M. Safari, H. Mostaan, A. Bakhtiari Pages 32-48
    In this research, lap joint frictionstir welding of IF sheets with thickness of 0.7 mm is investigated. For this purpose, mechanical properties of joints and also microstructural evolutions are studied. It was found that increase in tool rotational speed and decrease in travel speed results in increase in fracture stress of welded joints. Texture study indicates that no changes can be observed in texture components after friction stir welding. This phenomenon in texture components can be related to high stacking fault energy of IF steel and consequently severe dynamic recrystallization during welding. The results show with increase in the tool rotational speed between 900-1400 Rev/min, ultimate force of fracture of friction stir welded joints is increased. Also, it is concluded from results that with increase in tool travel speed between 50-160 mm/min, ultimate force of fracture of welded joints is decreased. Finally it is proved from results of this paper that in the frictionstir welding of IF sheets with thickness of 0.7 mm, maximum force of fracture of welded joints is achieved in rotational speed of 1400 Rev/min and travel speed of 105 mm/min.
    Keywords: Friction stir welding, IF steel, texture study, Microstructure, optimization
  • M. Sadeghi Gogheri, M. Shabani, E. Mirzapour, M. Kasiri, K. Amini Pages 49-56
    In this study, commercially pure titanium and aluminum alloy 5083 in connection rotational speed of 1120 rpm and a feed rate of 50 mm per minute for butt welding by friction stir welding has been successfully completed. Micro-structure, hardness and tensile test was conducted on the connection. Welding area is a composite of aluminum and titanium particles that the particles plays an important role in increasing hardness and tensile strength. Welding area is also has three areas. Vickers hardness is 480 times the area of welding means that the hardness in the area of the base metal of titanium and aluminum increased by 16% and 60% for titanium aluminum intermetallic compounds is created in the area is weld.
    Keywords: Aluminum 5083, commercially pure titanium, friction stir welding, microstructure, mechanical properties
  • A. Behjat, M. Shamanian, M. Atapour, M. Ahl Sarmadi Pages 57-68
    High-strength low alloy steels are a class of steels used in applications that require high strength and good weldability, including ship hulls, gas pipelines and oil industry. One way to build parts is fusion welding that create areas with a large grain size in the heat-affected zone and increased susceptibility to hydrogen cracking. One way to solve this problem is to use solid state friction stir welding process. In this study, microstructural evaluation and mechanical properties of friction stir welding X-60 cross sections examined by optical microscope and by tensile and micro-hardness tests. The results indicate that changing welding parameters and thereby, change the heat input during friction stir welding have a great impact on maximum temperature and cooling rate that cause creating ferrite and bainitic ferrite in the weld zone. This change in microstructure of weld zone cause to improve mechanical properties that increase yield strength from 380 MPa to 420 MPa .Also, the friction stir process cause increasing hardness of 220 Vickers to an average of 280 Vickers and uniform distribution of hardness in the cross-section of friction stir joints.
    Keywords: High Strength Low Alloy Steel X60, Friction Stir Welding, Solid State Welding, Heat, Affected Zone, Cooling Rate
  • Y. Najafi, F. Malekghaini, Y. Palizdar, S. Gholami Pages 69-76
    Summer 2016) | JWSTI 2016, 2(1): 69-76 | Back to browse issues page
    XML Persian Abstract Print
    Download citation:BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
    Send citation to:
    Mendeley
    Zotero
    RefWorks
    Najafi Y, MalekGhaini F, Palizdar Y, Gholami S. The effect of heat input on the microstructure and hardness of continuous fiber laser welded high Al-content δ-TRIP steel . JWSTI. 2016; 2 (1) :69-76
    URL: http://jwsti.iut.ac.ir/article-1-77-en.html
    Recent research suggests that extraordinary combinations of strength and ductility can be achieved in the so-called TRIP steels. With the development of these steels, welding with small weld nugget size and acceptable strength are needed. For these reasons present study was carried out to investigate the effect of heat input onweld size, microstructure and the hardness of the welded metal of 0.4%C- 4%Al δ-TRIP steel after continues fiber-laser welding process. To achieve this goal a bead on plate welding with three different values of heat input 28, 60 and 80 J/mm were used.The results of welding process revealed that by increasing the heat input, cooling rate decreased and the volume percent of the δ-ferrite in weld metal increased due to the availability of sufficient time for partitioning of Al in high heat input which leads to the stable δ-ferrite and as a result the difference between the hardness of the weld metal in comparison to the base metal decreased.
    Keywords: δ, -TRIP steel, Heat treatment, Fiber laser welding, Heat input, High Aluminum, Micro hardness
  • M. Sabzi, R. Kalantaripour Pages 77-88
    In this investigation, the effect of heat input of SMAW process on the microstructure and mechanical properties of Hadfield steel weld joints was investigated. For this purpose, 4 annealed sheets with thickness 2 mm prepared from Hadfield steel and then welding applied by SMAW process with 6.75 and 11.25 kJ/mm heat input values. The evaluation of the microstructures of welding joints was conducted by optical microscopy and the joints mechanical properties were examined by tensile, charpy impact and microhardness measuring tests. The results indicated that by increasing the heat input in the SMAW process, microstructure consisted from smaller grains, and strength and microhardness increased but impact energy was reduced.
    Keywords: Hadfield steel, mechanical properties, weld joints, heat input, microstructure