بهینه سازی پارامترهای جوشکاری قوس تنگستن گاز پالسی در اتصال غیرمشابه مونل۴۰۰ و فولاد زنگ نزن آستنیتیL۳۱۶

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

علی خلیلی ¹ , مسعود کثیری عسگرانی ² , مرتضی شمعانیان ³

1 - کارشناسی ارشد، مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران.
2 - استادیار، مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران.
3 - استاد، مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران.

Received: 2016-09-26 Accepted : 2017-01-30 Published : 2016-11-21

Keywords: "جوشکاری غیرمشابه", "فولاد زنگ نزن آستنیتی", "سوپر آلیاژ پایه نیکل", "جریان پالسی", تاگوچی",

Abstract :

در این مقاله بهینه سازی پارامترهای جوشکاری قوس تنگستن-گاز پالسی از جمله جریان پالس، جریان زمینه، فرکانس پالس و کسر زمان روشن بودن پالس در اتصال غیرمشابه فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 316L و سوپر آلیاژ پایه نیکل مونل۴۰۰ با استفاده از فلز پر کننده ERNiCr3، ارزیابی شد. جهت بدست آوردن شرایط بهینه از روش طراحی آزمایش تاگوچی، آرایه L9، استفاده گردید. برروی نمونه های جوشکاری شده آزمون های خواص مکانیکی انجام و سپس آنالیز واریانس انجام گرفت. با پیش بینی شرایط بهینه، نمونه پیشنهادی مورد آزمایش واقع گردید و نتایج آزمایشهای آن با نتایج حاصل از آزمایش بر روی نمونه بهینه طراحی شده مطابقت نشان داد. پارامترهای بهینه قوس تنگستن گاز پالسی در این اتصال، جریان پالس ۱۴۰ آمپر، جریان زمینه ۶۰ آمپر، فرکانس پالس ۳ هرتز و کسر زمان روشن بودن پالس ۵۰ درصد می باشد. نمونه ی بهینه طراحی شده با نمونه پیشنهادی تاگوچی در حدود۷/۹۸ درصد همخوانی دارند. جریان پالس با درصد۴/۲۳و فرکانس پالس با درصد ۲/۲۸به عنوان تاثیرگذارترین پارامترها شناسایی شدند. خواص مکانیکی، شامل آزمایش های خمش، کششی، سختی سنجی بررسی شد. در طی اعمال آزمایش کشش بر روی نمونه ها،شکست از سمت فلز پایه مونل ۴۰۰ اتفاق افتاد که از نوع شکست نرم می باشد. بنابراین استحکام فلز جوش تایید کننده آزمونهای کشش و خمش می باشد.

References:

[1] Lippold.Jonch, welding metallurgy and weldability of stainless steels, trans by Shamanian. Morteza, Rahmati.  Mohammad, Esfahan univercity of technology,2008.

 [2] John N.DuPont,John C.Lippold, Samuel D. Kiser, Welding Metallurgy and Weldability Of Nickel-base Alloys, trans by: Shamanian. M, Purmohamadi. H, Amini.M, Mostafaey.M, Esfahan Univercity Of  Esfahan,2013.

[3]Tseng K.H., Chou C.P., The Effect of Pulsed GTA Welding on The Residual Stress of a Stainless Weldment. Journal of Materials Processing Technology, Vol.123, 2002, PP. 346-353.

[4]H.R.Zareie, M.Shamanian, “Effects of pulsed GTA Welding on Microstructure and Mechanical Properties of AISI 316 Stainless Steel Welds", IIW International Congress on

Welding &Joining, 30 November- 03 December 2009, pp.452-460, Iran.

[5]Narayanan, S. Ramkumar, K. Devendranath." High temperature corrosion behavior of PCGTA weldments of Monel 400 and AISI 304 exposed in the molten salt environment at 600°c" International Journal of ChemTech Research;May/Jun2014, Vol. 6 Issue 3, p1775.

[6] N.Karunakaran" Effect of Pulsed Current on Temperature Distribution, Weld Bead Profiles and Characteristics of GTA Welded Stainless Steel Joints"Department of Mechanical Engineering, Annamalai University, Annamalai Nagar – 608002, India

 [7] ANSI/AWS A5.9/A5.9M, " Specification For Bare Stainless Steel Welding Electrodes And Rods, 2nd Printing", American Welding Society, Edistion 7th, 2007.

 [8] ANSI/AWS A5.14/A5.14M, " Specification for Nickel and Nickel-Alloy Bare Welding Electrodes and Rods-Includes Errata", American Welding Society, Edition: 9th 2009.

[9] ASME Sec IX, "Qualification Standard for Welding and Brazing Procedure", Article II, Welding Procedure Qualification, American Society of Mechanical Engineers, Edition: 2th,   2001.

 [10] www.millerwelds.com. TIG Handbook, miller welding company.

[11] Active Standard ASTM B127 | Developed by Subcommittee: B02.07”Standard Specification for Nickel-Copper Alloy (UNS N04400) Plate, Sheet, and Strip” Book of Standards Volume: 02.04

[12] ASTM A240 Stainless Steel” ASTM A240 standard specification for chromium and chromium-nnickel stainless steel plate, sheet, and strip for pressure vessels and for general applications” Supplementary Technology:   HIC Test | NACE MR0175 | Z15 | Z25 | Z35 | S1 | S2

[13] AWS 5.14 Class ERNiCrMo-3 / ASME SFA 5.14 Class ERNiCrMo-3,” MIDALLOY ERNiCrMo-3 nickel alloy bare wire is used for GMAW, GTAW, and SAW welding”.

[14] H. Shah Hosseini, M. Shamanian, A. Kermanpur, "Characterization of microstructures and mechanical properties of Inconel 617/310 stainless steel dissimilar welds",Materials Characterization,Vol.62, pp. 425-431, 2011.