بررسی چقرمگی ضربه و خواص مکانیکی فلزجوش فولاد ساده کربنی جوشکاری شده به روش SMAW با الکترودهای پوشش سلولزی و روتیلی

محورهای موضوعی : عملیات حرارتی

نوید شجاعی ¹ , حامد ثابت ² , بنفشه کاربخش راوری ³

1 - مهندسی مواد و متالورژی (جوشکاری)، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران
2 - دانشیار، گروه مهندسی مواد و متالورژی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران.
3 - گروه مهندسی مواد و متالورژی ، واحد کرج ، دانشگاه آزاد اسلامی ، کرج ، ایران.

تاریخ دریافت : 1402/09/28 تاریخ پذیرش : 1402/12/05 تاریخ انتشار : 1403/10/12

کلید واژه: فولاد ساده کربنی, جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی, ریزساختار, فلزجوش, چقرمگی ضربه,

چکیده مقاله :

در تحقیق حاضر اتصال فولاد 37 با الکترودهای 6010 و 6013 به روش انجام شد. پس از تهیه نمونه، بررسی ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی انجام شد و جهت بررسی خواص مکانیکی، آزمون­های ضربه، کشش، خمش و میکروسختی انجام گردید. نتایج نشان داد، که با کاهش زمان و افزایش سرعت سردشدن، ریزساختار فریت ویدمن اشتاتن و فریت ظریف در منطقه فلزجوش نمونه 6013 به ریزساختار فریت سوزنی و فریت ریز هم محور (با متوسط اندازه دانه کمتر) در منطقه فلزجوش نمونه 6010 تبدیل شده است. همچنین، نمونه 6010 دارای قطر میانگین و کسرحجمی آخال کمتر (3/2 %) نسبت به نمونه6013 (6/3 %) می­باشد. علاوه بر این، انرژی ضربه نمونه 6010 پس از فرآیند جوشکاری در دمای محیط برابر 87 و در دمای 30- درجه سانتیگراد برابر 5/25 ژول است، در صورتی که نمونه 6013 به ترتیب برابر 61 و 5/17 ژول می­باشد. همچنین، انرژی ضربه نمونه 6010 پس از گذشت 562 روز از فرآیند جوشکاری در دمای محیط برابر 83 و در دمای 30- درجه سانتیگراد برابر 5/18 ژول است، در صورتی که نمونه 6013 به ترتیب برابر 51 و 8 ژول می­باشد. نتایج آزمون کشش نشان داد، نمونه 6010 و 6013 دارای استحکام تسلیم و استحکام کشش نهایی تقریباً یکسانی در منطقه فلزجوش می­باشند. نتایج آزمون خمش نشان داد، دو نمونه جوشکاری شده به دلیل یکسان بودن استحکام تسلیم ناشی از نوع ساختار و اندازه دانه­های تشکیل شده، دارای انعطاف پذیری و نرمی یکسانی می­باشند. نتایج آزمون میکروسختی نشان داد، میانگین سختی دو نمونه تفاوتی با یکدیگر ندارند و این مقدار در مقطع فلزجوش نمونه­های 6010 و 6013  به طور میانگین، به ترتیب برابر 148و150  می­باشد.

چکیده انگلیسی:

In the current research, ST37 Steel was Joined with E6010 and E6013 Electrodes by SMAW. After samples preparation, the evolution of Microstructure was carried out by OM and SEM in addition  the  Impact, Tensile, Bending and Microhardness tests were performed. The results shows that by decreasing time and increasing Cooling Rate, the Microstructure of Weld Metal that Welded with E6013 Electrode from Widmannstatten and Fine Ferrite has changed to Acicular and Fine Coaxial ferrite with lower average Grain size of Weld Metal using E6010 Electrode. Also, Welded sample with E60l0 Electrode shows smaller mean diameter and volume fraction of Inclusions (2.3%) compared to Weld Metal using E6013 Electrode (3.6%). Additionally, Impact Energy of specimen E6010 After the Welding process was changed from 87 to 25.5J with changing Temperature from 25 to -30℃ meanwhile, Impact Energy of sample that welded with E6013 was changed from 61 to 17.5J. Also, Impact Energy of specimen E6010 After 562 days of the Welding process was changed from 83 to 18.5J with changing Temperature from 25 to -30℃ meanwhile, Impact Energy of sample that Welded with E6013 was changed from 51 to 8J. The results of Tensile test shows that both samples that Welded with E6010 and E6013 Electrodes have same Yield Strength and Ultimate Tensile Strength in Weld Zone. The result of Bending test shows that both samples have equal Ductility and Flexibility. The results of Microhardness test shows that the average of Hardness for both samples is same and the quantity of Hardness are 148 and 150 HV for Welded sample with E6010 and E6013 Electrodes, respectively.