بررسی تأثیر فلز پرکننده بر خواص مکانیکی و متالورژیکی اتصال ترکیبی جوشکاری- لحیم-کاری آلومینیم به فولاد گالوانیزه
الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوینمهدی ضرونی 1 , رضا اسلامی فارسانی 2
1 - دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
2 - دانشیار، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
الکلمات المفتاحية: حرارت ورودی جوش, فلز پرکننده, جوشکاری- لحیم کاری, لایه ترکیب بین فلزی,
ملخص المقالة :
در مطالعه حاضر، ورقهای آلیاژ آلومینیم 5083 به وسیله روش ترکیبی جوشکاری- لحیمکاری با به کار بردن پرکننده‌های سیمی 4043 و 4047 به ورقهای فولاد گالوانیزه متصل شدند. اندازه حرارت ورودی جوش و نوع فلز پرکننده روی خواص ریز ساختاری و مکانیکی اتصال حاصل شده موثراند. نتایج بدست آمده از مشاهده‌های ریزساختاری نشان داد که در حرارت ورودی مشابه، ضخامت لایه ترکیب بین فلزی ترد برای اتصال ایجاد شده با فلز پرکننده 4047 تقریباً نصف ضخامت این لایه در اتصال ایجاد شده با فلز پرکننده 4043 است. نتایج آنالیز طیفسنجی پراش انرژی پرتو ایکس نشان داد که لایه ترکیب بین فلزی شکل گرفته در فصل مشترک فولاد- فلز جوش در طرف فولادی شامل فاز آهن- (آلومینیم، سیلیسیم) با نسبت اتمی 1/3 و در طرف فلز جوش شامل فاز آهن- آلومینیم- سیلیسیم با نسبت اتمی 17/73/10 میباشد. مشاهده شد که اتصال ایجاد شده با فلز پرکننده 4047 استحکام مکانیکی بالاتری را (170 مگاپاسکال) نسبت به اتصال مشابه ایجاد شده با فلز پرکننده 4043 (120مگاپاسکال) از خود نشان داد. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس بر سطح شکست نمونهها، حضور فاز آهن- آلومینیم- سیلیسیم با نسبت اتمی 6/1/1 را نشان داد. افزون بر آن، در اتصالهای ایجاد شده با فلز پرکننده 4047 فاز آهن- سیلیسیم با نسبت اتمی1/2 که ناشی از فوق اشباع شدن سیلیسیم در ترکیب بین فلزی است، مشاهده گردید.
1- H. Dong, L. Yang, C. Dong, S. Kou, "Improving arc joining of Al to steel and Al to stainless steel", Materials Science and Engineering A, No. 534, pp. 424– 435, 2012.
2- J. L. Song, S. B. Lin, C. L. Yang, G. C. Ma, H. Liu, "Spreading behavior and microstructure characteristics of dissimilar metals TIG welding–brazing of aluminum alloy to stainless steel", Materials Science
and Engineering A, No. 509, pp. 31–40, 2009.
3- H. Zhang, J. Liu, "Microstructure characteristics and mechanical property of aluminum alloy/stainless steel lap joints fabricated by MIG welding– brazing
process", Materials Science and Engineering A, No. 528, pp. 6179–6185, 2011.
4- H. Dong, L. Yang, C. Dong, S. Kou, "Arc joining of aluminum alloy to stainless steel with flux-cored Zn-based filler metal", Materials Science and Engineering A, No. 527, pp. 7151– 7154, 2010.
5- C. Dharmendra, L. Rao, J. Wilden, S. Reich, "Study on laser welding–brazing of zinc coated steel to aluminum alloy with azinc based filler", Materials Science and Engineering A, No. 528, pp. 1497–1503, 2011.
6- ف. غروی، ک. امینی، ف. فدائی فرد،"بررسی استعداد به خوردگی مرزدانه ای مقطع جوشکاری شده آلیاژ آلومینیم 6061 به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی"، مجله مواد نوین، جلد 5، شماره 3، ص 135-150، بهار 1394.
7- S. B. Lin, J. L. Song, C.L. Yang, C. L. Fan, D.W. Zhang, "Brazability of dissimilar metals tungsten inert gas buttwelding–brazingbetween aluminum alloy and stainless steel with Al–Cu filler metal", Materials and Design, No. 31, pp. 2637–2642, 2010.
8- H. T. Zhang, J. C. Feng, P. He, H. Hackl," Interfacial microstructure and mechanical properties of aluminium–zinc-coated steel joints made by a modifiedmetal inert gas welding–brazing process", Materials Characterization, No. 58, pp. 588–592, 2007.
9- H. Dong, W. Hu, Y. Duan, X. Wang, C. Dong, "Dissimilar metal joining of aluminum alloy to galvanized steel with Al–Si, Al–Cu,Al–Si–Cu and Zn–Al filler wires", Journal of Materials Processing Technology, No. 212, pp. 458– 464, 2012.
10- C. K. Lee, S. P. Chiew, J. Jiang," Residual stress study of welded high strength steel thin-walled plate-to-plate joints part2: Numerical modeling", Thin-Walled Structures, No. 59, pp. 120-131, 2012.
11-ASM Handbook, Alloy Phase Diagrams, Vol 3, 8 Edition, 1998.
12- H. G. Dong, W. J. Hu, X. C. Zhang, "Detachment of interfacial layers during arc-brazing of aluminium alloy to carbon steel with filler wire", Trans. Nonferrous Met. Soc. China, No. 23, pp. 1583-1588, 2013.
13- J. Fan, C. Thomy, F. Vollertsen, "Effect of thermal cycle on the formation of intermetallic compounds in laser welding of aluminium-steel overlap joints", Phys. Procedia, No. 12, pp. 134-141, 2011.
14- J. L. Song, S. B. Lin, C. L. Yang, C.L. Fan, "Effects of Si additions on intermetallic compound layer of aluminum–steel TIG welding–brazing joint", Journal of Alloys and Compounds, No. 488, pp. 217–222, 2009.
