بهمن میرزاخانی

در این پژوهش به بررسی اثر ترکیب شیمیایی فلزپرکننده بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال یک آلیاژ Al-Mg به روش جوشکاری TIG پرداخته شده است. به همین منظور، از سه فلزپرکننده مطابق استاندارد AWS A5.10 با درصد وزنی 07/0، 097/0 و 14/0 تیتانیم استفاده شد. ورق آلیاژ مورد نظربا ضخامت 3 میلی متر تهیه گردید. نمونه های مناسب برای جوشکاری، آماده سازی شد و جوشکاری به روش قوس الکتریکی با الکترود تنگستنی با ولتاژ 23 ولت و جریان 100-90 آمپر و دبی خروجی گاز 15 لیتر بر دقیقه با خلوص 999/99 صورت گرفت. به منظور بررسی نتایج و کیفیت جوش ایجادشده، ابتدا بازرسی چشمی و بعد رادیوگرافی جوش ها انجام شد. سپس مطالعات ریز ساختاری به کمک میکروسکوپ نوری والکترونی صورت گرفت. به منظور بررسی خواص مکانیکی جوش ها، از آزمایش کشش و سختی سنجی میکرو و همچنین خمش، بهره گرفته شد. نمونه های کشش، مطابق استاندارد ASTM E8 تهیه گردید نتایج آزمون کشش نشان داد نمونه های حاوی 07/0 و 097/0 درصد تیتانیوم، از ناحیۀ جوش ونمونه با 14/0 درصدتیتانیوم از منطقۀ ذوب جزئی (PMZ) با استحکامی حدود 73 درصد استحکام فلز پایه ( MPa328) شکسته شد. سختی نمونه جوشکاری شده با فلزپرکننده حاوی 14/0 درصد تیتانیم، حدود 98 ویکرز در ناحیۀ جوش بود که دلیلی بر ریز دانگی و وجود ترکیبات بین فلزی در این ناحیه است. نتایج بررسی های میکروسکوپ الکترونی روبشی در نمونۀ جوشکاری شده با فلزپرکننده 097/0 درصد وزنی تیتانیم، حضور ترکیبات بین فلزی Al3Ti را تائید می کند که این ترکیب بین فلزی به عنوان مناطق جوانه زنی دانه های آلیاژ آلومینیوم در طی انجماد جوشکاری عمل کرده و سبب کاهش اندازۀ دانه در ناحیۀ جوش می شود. کمترین عدد اندازۀ دانه برای ناحیۀ جوش در نمونۀ جوشکاری شده با فلزپرکننده با مقدار تیتانیم 14/0 درصد وزنی، برابر با 21 میکرومتراندازه گیری شد، نتایج آزمون خمش برای نمونه های مختلف نشان داد نمونه های جوشکاری شده با سیم جوش 07/0 و 097/0 درصد وزنی تیتانیم، بدون عیب بود ولی نمونۀ جوشکاری شده با فلزپرکننده 14/0 درصد وزنی تیتانیم، در سرتاسر جوش ترک خورده که به دلیل سختی بالای ناحیۀ جوش این نمونه است. در نهایت، بررسی سطح شکست نمونه ها پس از کشش به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد شکست، به صورت نرم رخ داده است.