بررسی عددی و تجربی ریزساختار انجمادی در جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای ورق سوپرآلیاژ Haynes230

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی مواد و متالورژی، شرکت مهندسی موادکاران، گروه مپنا، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، شرکت مهندسی موادکاران، گروه مپنا، تهران، ایران

3 کارشناس ارشد مهندسی مواد و متالورژی، شرکت مهندسی موادکاران، گروه مپنا، تهران، ایران

doi
10.22034/frj.2025.542238.1209
چکیده

جوشکاری مقاومتی نقطه­ای متداول­ترین فرآیند جوشکاری برای اتصال ورق­های فلزی می­باشد. در صنعت ساخت قطعات نیروگاهی، جوشکاری نقطه­ای ورق­های سوپرآلیاژهای پایه نیکل که از قابلیت جوش­پذیری پائینی برخوردار هستند، امری چالش برانگیز است. در جوشکاری مقاومتی نقطه­ای، سه متغیر شدت جریان الکتریکی، زمان جوشکاری و نیروی الکترود، بیشترین اثر را در کیفیت اتصالات دارند. در این تحقیق به بررسی نقش و تاثیرات این سه متغیر  در جوشکاری مقاومتی نقطه­ای ورق سوپر آلیاژ پایه Haynes230 که در ساخت محفظه احتراق توربین گاز بطور گسترده مورد استفاده قرار می­گیرند، پرداخته شده است. به منظور ارزیابی کیفی نمونه­های جوشکاری شده، آزمون­های مخرب و غیرمخربی نظیر آزمون متالوگرافی شامل بررسی ریز ساختار نواحی سه گانه جوش به کمک میکروسکوپ های نوری و الکترونی، بازرسی با مایع نافذ جهت شناسایی ترک­ها و حفرات، آزمون رادیوگرافی برای شناسایی عیوب داخلی ناحیه جوش، آزمون میکروسختی ویکرز، آزمون پیل برای ارزیابی استحکام جوش، آزمون کشش-برش در دمای محیط و بالا به منظور تعیین استحکام برشی نمونه­های جوشکاری مقاومتی مطابق استاندارد مربوطه انجام شد. همچنین فرایند جوشکاری مقاومتی نقطه­ای در نرم افزار ANSYS توسط یک مدل اجزا محدود کوپل مکانیکی، الکتریکی و حرارتی با استفاده از کد APDL شبیه­سازی شد. در این راستا توزیع دمایی، شکل و اندازه دکمه جوش پیش­بینی گردید و سپس به منظور صحه­گذاری، مدل المان و هندسه دکمه جوش به دست آمده از نتایج شبیه­سازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید که مطابقت خوبی بین آنها مشاهده شد. بهینه‌ترین پارامترهای فرآیند شامل جریان جوشکاری 5800 آمپر، زمان جوش 9 سیکل و نیروی الکترود 6/5 کیلو‌نیوتن شناسایی شد که منجر به تشکیل دکمه جوشی با قطر 2/5 میلی‌متر (بیش از حداقل استاندارد GE معادل 08/5 میلی‌متر برای ورق 6/1 میلی‌متری) و استحکام برشی 4/13 کیلو‌نیوتن در دمای محیط و MPa 339 در دمای 0C 649 گردید.