بررسی تجربی اثر متغیرهای جوشکاری لیزر Nd:YAG ضربانی و پیشگرم بر اتصال ابرآلیاژ نایمونیک75

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه تهران

10.22076/me.2023.2009811.1389

چکیده

در این تحقیق، اثر متغیرهای جوشکاری لیزر Nd:YAG ضربانی شامل انرژی ضربان، بسامد و سرعت جوشکاری بر عمق و عرض اتصال ابرآلیاژ نایمونیک 75 به ضخامت 1 میلی متر بررسی می شود. ریزساختار جوش حاصل دارای ریزساختار دانه-های ستونی در مرز و دانه‌های هم محور در مرکز جوش است. در مرز جوش گرادیان حرارتی (G) بالاتر بوده و دانه‌ها در خلاف جهت انتقال حرارت رشد کرده‌اند. ترک ذوبی از جمله عیوب جوش در نایمونیک 75 است که به دلیل حضور فازهای ترد و شکننده کاربیدهای از نوع MC مانند TiCو هم‌چنین تنش‌های حرارتی ایجاد می‌شود. دراین تحقیق با افزایش مدت زمان ضربان و بسامد، توان متوسط و هم پوشانی ضربان‌ها را افزایش داده تا موجب کاهش شیب دمایی و در نتیجه کاهش تنش حرارتی وارده به جوش ‌شود. نتایج آزمون سختی نشان می دهد که سختی در جوش بالاتر از فلز پایه بوده است و مقدار آن در عرض حوضچه به دلیل تغییر ریزساختار متفاوت است. ترک ذوبی در تمام نمونه‌های کارشده و عملیات حرارتی مشاهده شد، هرچند با انجام عملیات پیشگرم طول ترک‌ها به‌شدت کاهش می‌یابد. با کاهش تنش‌های حرارتی و انجام فرآیند پیشگرم در تمامی آزمون ها طول ترک‌های ذوبی نسبت به حالت کارشده کاهش یافت. عملیات پیشگرم تحت دمای 150 درجه سانتیگراد سبب حذف ترک‌های ذوبی شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of the effect of pulsed Nd:YAG laser welding variables and preheating on the joining of Nimonic 75 superalloy

نویسندگان [English]

  • ramin mahdizadeh
  • Seyed Ali Asghar Akbari Mosavi
دانشگاه تهران
چکیده [English]

In this research, the effect of pulsed Nd:YAG laser welding variables, including pulse energy, frequency and welding speed, on the depth and width of Nimonic 75 with a thickness of 1 mm is investigated. The microstructure of the weld contains columnar grains in the border and coaxial grains in the center of the weld. At the welding boundary, the thermal gradient (G) is higher and the grains grow against the direction of heat transfer. Liquidation crack is one of the welding defects in Nimonic 75, which is caused by the presence of brittle phases of MC carbides such as TiC and also thermal stresses. By increasing the pulse time width and frequency, the average power and overlapping of pulses have been increased to reduce the temperature gradient and thus reduce the thermal stress on the weld. The microhardness in the weld was higher than the base metal and its value is different across the weld due to the change in microstructure. Liquidation cracks were observed in all the worked and heat-treated samples. By reducing the thermal stresses and performing the preheating process in all the tests, the length of the melting cracks decreased compared to the initial base plate. The preheating operation at 150 degrees Celsius removed the liquidation cracks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pulsed laser welding
  • Nimonic 75 Alloy
  • Solidification cracking
  • Columnar and equiaxed dendrites

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 09 دی 1402
  • تاریخ دریافت: 31 مرداد 1402
  • تاریخ بازنگری: 04 دی 1402
  • تاریخ پذیرش: 09 دی 1402