Journal of Advanced Materials in Engineering (May 2022)
بررسی تأثیر پارامترهای فرایند جوشکاری قوسی تنگستن-گاز با جریان ضربانی بر خواص اتصال فولاد زنگ‌نزن آستنیتی AISI 321
Abstract
در این پژوهش، خواص اتصال فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ۳۲۱ از دیدگاه ریزساختاری، مکانیکی و خوردگی مورد بررسی قرار گرفته شده است. به‌منظور دستیابی به عامل‌های بهینه فرایند جوشکاری قوسی تنگستن-گاز با جریان ضربانی (PCGTAW) از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شده است. در این فرایند جوشکاری، جریان ضربان در سه سطح ۱۴۰،۱۲۰ و ۱۶۰ آمپر، جریان زمینه در سطح‌های ۴۰، ۵۰ و ۶۰ آمپر، بسامدهای ۲، ۵ و ۷ هرتز و درصد روشن بودن ضربان ۳۰، ۵۰ و ۷۰ انتخاب شد. از آرایه متعامد L9 روش تاگوچی برای طراحی آزمایش استفاده شد. مقاومت به خوردگی در محیط 1 مولار H2SO4 توسط آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک چرخه‌ای در دمای اتاق ارزیابی شد. به‌منظور دستیابی به شرایط بهینه چگالی جریان رویین شدن (A/cm2)، مشخصه کیفی هر چه کمتر بهتر (LB:Low is Better) انتخاب شد. شرایط بهینه هنگامی حاصل شد که جریان زمینه و جریان ضربان ۵۰ و ۱۴۰ آمپر، بسامد ۵ هرتز و درصد روشن بودن ضربان ۵۰ بود. تحت شرایط بهینه لگاریتم چگالی جریان رویین شدن 4/5 (A/cm2) حاصل شد. از سوی دیگر آنالیز واریانس نشان داد که درصد زمان روشن بودن ضربان برابر با ۳۶ و جریان زمینه برابر با 46 آمپر، تأثیر گذارترین عامل‌ها بر چگالی جریان رویین شدن اتصال فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ۳۲۱ با استفاده از فرایند PCGTAW هستند. ارزیابی خواص مکانیکی توسط آزمون سنبه برشی انجام شد. خواص مکانیکی هر یک از نمونه‌ها در محدوده مطلوب قرار داشت. در شرایط بهینه بیشینه نیروی برشی و استحکام به‌ترتیب برابر با N۳۲۰۰ و MPa۶۱۲ بود. سطح شکست نمونه‌های آزمون سنبه برشی شامل دو ناحیه تغییر فرم برشی و ناحیه شکست بود. همچنین بررسی‌ها نشان داد که مهم‌ترین عامل تأثیر‌گذار بر خواص اتصال فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ۳۲۱ حرارت ورودی است.
Keywords
