بررسی تاثیر متغیرهای جوشکاری لیزری ضربانی بر ریزساختار و خواص سایشی در جوشکاری فولاد ابزار 2d

جوشکاری تعمیری فولادهای ابزار پرکربن پرکروم، به دلیل وجود مقدار بالای عناصر آلیاژی با مشکلاتی نظیر ایجاد ترک های سرد و افت خواص جوش همراه است. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات ریزساختار و عیوب ایجاد شده در جوشکاری فولاد پرکربن پرکروم aisi d2به وسیله لیزر پالسی است. جوشکاری خودزا به وسیله لیزر پالسی nd:yag انجام شد و منطقه جوش به وسیله میکروسکوپ های نوری و الکترونی، ریزسختی سنجی و تفرق اشعه xبررسی گردید. ریزساختار منطقه جوش شامل یک ساختار دندریتی بسیار ریز از آستنیت باقی مانده به صورت فوق اشباع از عناصر آلیاژی است، در حالی که اثری از کاربیدهای کروم که عامل اصلی ایجاد مقاومت به سایش در این فولادها هستند دیده نمی شود. نتایج حاکی از افزایش مقدار آستنیت باقی مانده با افزایش سرعت سرمایش در جوشکاری است، به طوری که بیش از 90% آستنیت باقی مانده در نمونه های پیش سرد شده در نیتروژن مایع تخمین زده شده است. مقاومت آستنیت باقی مانده نسبت به تمپر شدن بسیار بالاست و تمپر کردن در دمای معمول سبب تبدیل آستنیت به مارتنزیت نخواهد شد. عیب اصلی به وجود آمده در جوشکاری، ترک های انجمادی ظریف در سطح جوش است. با افزایش توان لیزر ، شدت ترک ها کاهش می یابد و همچنین با میزان همپوشانی مناسب ، ترک های انجمادی ترمیم شده و امکان دستیابی به جوش عاری از عیب وجود دارد. انجام پیش گرم، با ایجاد شبکه کاربیدی در مناطق بین دندریتی، سبب گسترش ترک ها تا عمق حوضچه خواهد شد. برای اطمینان از عدم افت خواص سایشی در منطقه جوشکاری شده، خواص سایشی به روش پین روی دیسک مورد بررسی قرار گرفت. با اینکه فاز اصلی در منطقه جوشکاری شده آستنیت باقی مانده است، خواص سایشی در حد فولاد پایه عملیات حرارتی شده است. علت این مساله سختی بالای فاز آستنیتی به علت فوق اشباع و ریزدانه بودن و تافنس بالای آستنیت است، ضمن اینکه تشکیل فاز مارتنزیت در اثر تنش های وارده نیز در کاهش میزان سایش تاثیر گذار است.