بررسی تجربی اثر انرژی ورودی بر استحکام اتصال جوشی غیر هم‌جنس اینکونل 713LC و فولاد 4140 به روش جوشکاری پرتو الکترونی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.22034/ijme.2023.377707.1730
چکیده

موتورهای توربینی عمدتاً دارای اتصال جوشی غیر هم‌جنس به روش‌های گوناگون جوشکاری ذوبی هستند. در این تحقیق انرژی ورودی به‌عنوان پارامتر اصلی با تغییر در ولتاژ و جریان پرتو با ثابت گرفتن سرعت جوشکاری mm/s6 و شعاع پرتو الکترونی یک میلی‌متری بروی فرایند جوشکاری پرتو الکترونی مورد بررسی قرار گرفتند. کیفیت اتصال نمونه‌ها پس از جوشکاری، با سه مشخصه تست کشش و هندسه جوش (عمق نفوذ) همراه با بررسی سطح شکست تعیین گردید. مشاهده گردید که با افزایش انرژی ورودی عمق نفوذ و نیروی کششی اتصال افزایش می‌یابد. در تست کشش نمونه‌ها نیروی کششی سه نمونه، بیش از 80 درصد فلز پایه را نشان دادند. همچنین نشان داده شد که شکست در تمامی نمونه‌ها از ناحیه فصل مشترک فولاد 4140 با منطقه جوش رخ ‌داده است؛ به­‌طوری­‌که با افزایش انرژی ورودی منطقه متأثر از حرارت در فصل مشترک فولاد 4140 افزایش می‌یابد. در مقایسه دو نمونه با ولتاژ یکسان و آمپر متفاوت و همچنین آمپر یکسان و ولتاژ متفاوت نشان داده شد که اثر آمپر بر استحکام جوش به‌مراتب بیشتر از ولتاژ است. در بررسی سطوح شکست نیز مشاهده گردید که در مقادیر انرژی بالاتر از J/mm 230 انعطاف‌پذیری جوش کاهش می‌یابد؛ علت آن درجه حرارت بالا بر اثر افزایش انرژی ورودی و نرخ سرد شدن سریع منطقه جوش است. با توجه به نتایج این تحقیق شرایط بهینه استحکام و عمق نفوذ جوش مناسب در نمونه V40I40 با انرژی جوش J/mm 267 مشاهده گردید.