بررسی خواص مکانیکی و ریزساختاری جوش اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای غیرمشابه بین فولاد کم کربن st37 و فولاد زنگ نزن 304

در این تحقیق ورقه های فولاد ساده کربنی و فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 با ضخامت 2 میلی متر توسط فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای در سرعت های چرخش 630 ، 1000 و 1250 دور بر دقیقه و در مدت زمان های ماند ابزار 2، 6 و 10 ثانیه به یکدیگر متصل شدند. آزمایش های تفرق اشعه ایکس(xrd) و آنالیز طیف سنجی اشعه ایکس(eds) برای بررسی وجود فازهای تشکیل شده مانند کاربید کروم مورد استفاده قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری, آزمایش های کششی/برشی و آزمون ریزسختی بر روی اتصال های ایجاد شده انجام گردید. چهار ناحیه مختلف در منطقه جوش به جز فلزات پایه تعیین شدند. در ناحیه اغتشاش فولاد ساده کربنی، تغییر فرم گرم در ناحیه آستنیتی منجر به تشکیل دانه های کوچک آستنیت شده و این دانه ها به فازهای ریز پرلیت و فریت و بعضی محصولات استحاله های برشی مانند فریت ویدمن اشتاتن و مارتنزیت استحاله یافتند. ناحیه متاثر از حرارت در فولاد ساده کربنی همانند فرایند های جوشکاری ذوبی، ریزساختارهای ریزدانه شده جزیی و کامل را از خود نشان داد. در ناحیه اغتشاش فولاد زنگ نزن، ریزدانگی قابل توجه دانه ها به دلیل وقوع تبلور مجدد دینامیکی مشاهده شد. ناحیه متاثر از عملیات ترمومکانیکی نیز با دانه های تغییر شکل داده شده شدید متمایز بود. تبلور مجدد دینامیکی با ریز کردن دانه ها در فولاد زنگ نزن و استحاله های فازی در فولاد ساده کربنی منجر به افزایش سختی ناحیه جوش شده است. با افزایش سرعت چرخش و زمان ماند ابزار استحکام کششی/برشی افزایش یافت که طول پیوند در امتداد فصل مشترک دو فلز به عنوان پارامتری موثر در افزایش استحکام کششی/برشی مشخص شد. برای انجام مقایسه از لحاظ استحکام مکانیکی، جوشکاری مقاومتی نقطه ای غیرمشابه نیز بر روی نمونه ها انجام شد. مشخص شد که جوش اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای در پارامتر بهینه جوشکاری دارای استحکام اتصال بالاتری نسبت به جوش مقاومتی نقطه ای است. با انجام آزمون کششی/برشی بر روی جوش مقاومتی نقطه ای استحکام اتصال 356 مگاپاسکال بدست آمد، در حالی که حداکثر استحکام 512 مگاپاسکال در جوش های ایجاد شده اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای تحت جوشکاری با پارامتر بهینه بوده است. همچنین در جوش غیر مشابه فولاد ساده کربنی به فولاد زنگ نزن نسبت به جوش های مشابه فولاد ساده کربنی و فولاد زنگ نزن در شرایط یکسان جوشکاری، به دلیل تفاوت در حالت شکست حداکثر نیروی تحمل شده بالاتری بدست آمد. در بررسی حالت شکست نمونه های بدست آمده از آزمون کششی/ برشی دو حالت شکست مشخص شد که شامل حالت شکست برشی و حالت شکست مخلوط برشی/ کششی بود. با افزایش زمان ماند و سرعت چرخش ابزار حالت شکست از حالت برشی به صورت مخلوط برشی/ کششی تغییر پیدا کرد که این حالت شکست قابلیت تحمل نیرو و جذب انرژی بالاتری را دارد و از لحاظ صنعتی مطلوب تر است.