0-92177

نشریه مهندسی دریــا سال سیزدهم/ شماره52/ بهار و تابستان 6931 )77-39(

تاثیر تعمیر مکرر بر ریزساختار، خواص مکانیکی و رفتار خوردگی مقاطع جوشکاری شده آلیاژ آلومینیم 123H-3801 به روش میگ پالسی
میثم احمدی3 ، علی فرزادی3و2*، علیرضا یزدی پور1

مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران؛ m.ahmadi.kac@gmail.com
استادیار، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر )پلی تکنیک(، تهران، ایران؛ farzadi@aut.ac.ir
مدیر گروه پژوهشی مهندسی جوش، پژوهشکده مهندسی مواد، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوریهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر پردیس تهران؛ a_yazdipour@yahoo.com
5410209956292

26112479956292

اطلاعات مقاله

چكيده

چكيده

در صنایع دریایی قطعات جوشکاری شدهی معیوب تعمیر میشوند تا حین کار قطعه دچار مشکل نشود.
ممکن است یک قطعه چند بار تعمیر شود. در این تحقیق اثر یک و دو بار تعمیر بر ریزساختار، خواص مکانیکی و رفتار خوردگی جوش آلیاژ آلومینیم 956H-2909 جوشکاری شده تحت فرآیند میگ پالسی تاریخچه مقاله:
تاریخ دریافت مقاله: 93/91/6932 تاریخ پذیرش مقاله: 56/66/6932
برررسی میشود. نتایج حاکی از آن است که حرارت اضافی ناشی از تعداد دفعات تعمیر سبب پیشرفت بیشتر استحالههای تبلورمجدد، رشد دانه در منطقه متاثر از حرارت و افزایش اندازه دانهها میشود. نتایج حاصل از آزمون کشش و ریزسختی افت خواص مکانیکی در منطقه متاثر از حرارت نمونه دو مرتبه تعمیر را نشان میدهد .با این حال نمونه دو مرتبه تعمیر منطقه پسیو قابل ملاحظهای در فلز جوش و منطقه متاثر از حرارت نشان میدهد. همچنین نمونه دو بار تعمیر مقاومت به خوردگی حفره ای پایدارتری از خود نشان میدهد.

کلمات کلیدی:
صنایع دریایی منطقه پسیو میگ پالسی جوشکاری تعمیری خوردگی حفره ای

Effect of Repeated Repair on Microstructure, Mechanical Properties and
Corrosion Behavior of 5083-H321 Aluminum Alloy Welded Joints Using Pulsed MIG

Meysam Ahmadi1, Ali Farzadi1,2*, Ali Reza Yazdipour3

1Advanced Materials Research Center, Faculty of Materials Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran, m.ahmadi.kac@gmail.com
2Assistance professor, Department of Mining and Metallurgical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran, farzadi@aut.ac.ir
3 Director of the Research Department of Welding Engineering, Institute of Materials Engineering, University Complex materials and manufacturing technologies, Malek Ashtar University of technology campus,Tehran, a_yazdipour@yahoo.com

RTICLE INFO

ABSTRACT

ABSTRACT

Article History: In the marine industries, defects in welded joints are repaired to improve the
Received: 30 Aug. 2016 performance. It is possible that a welded joint is repaired once or twice. In this research,
Accepted: 9 Feb. 2017 effect of repair on microstructure, mechanical properties and corrosion behavior of

Keywords: welded joints of 5083-H321 aluminum alloy using pulsed MIG process was
Marine industries investigated. The results show that excess heat due to increasing the number of repair Area passive causes recrystallization, grain growth and increasing the grain size in the heat affected Pulsed MIG zone. The results of tensile test and micro hardness show loss of mechanical properties Repair welding in heat affected zone of the sample that subjected to repair twice. Also, this sample
Pitting corrosion shows a substantially passive region in the weld metal and the heat affected zone and hence more stable resistance to pitting corrosion.

77
1 – مقدمه
آلیاژ آلومینیم 2909 کاربردهای گستردهای در صنایع دریایی ،صنایع هوایی، صنایع اتومبیلسازی و غیره دارد. آلیاژ 2909، در ساخت کشتیهای مسافربری، باربری و نیروی دریایی به کار میرود .به علت شرایط کاری و محیطی که کشتیهای دریایی در آن کار میکنند، اجزا و سازههای جوشکاری شده تحت تنشهای زیادی هستند که این تنشها باعث تحلیل رفتن و درنهایت منجر به انهدام آنها میشود. با گسترش کاربرد آلومینیم در بخش کشتیسازی، تحقیقات زیادی درزمینهی خواص خستگی و کارایی بلندمدت اتصالات جوش انجامگرفته است. مجموعهای از آزمایشهای خستگی در بارها و سیکلهای مختلف بهمنظور تعریف یک محدوده کاری ایمن برای سازههای جوشکاری شده و به خصوص سازههای تعمیری انجامشده است. بااینوجود، مقالات بسیار کمی در رابطه با تغییرات ریزساختاری که باعث شکست اتصال میشوند، وجود دارد. گرچه آلیاژ آلومینیم 2909 به دلیل جوشپذیری و استحکام خوب و مقاومت به خوردگی بالا در کاربردهای دریایی ترجیح داده میشود.
در فرآیندهای قوسی به دلیل پایین بودن تمرکز حرارتی، انتقال حرارت ناهمگن، ایجاد فاز سخت در منطقه متاثر از حرارت، افت شدید خواص مکانیکی و همچنین ایجاد پیچیدگی و تغییرات ابعادی ،استفاده از پارامترهای مناسب و یک فلز پرکننده مناسب ضروری است. در کارخانجات کشتی سازی، آلیاژ آلومینیم 2909، با روش جوشکاری فلز-گاز خنثی6 GMAW با چندین پاس جوشکاری میشود. اگر هنگام بررسی کیفیت قطعه در اثر جوشکاری و یا بعد از آن عیوبی آشکار شود، معمولاً قطعه تعمیر میشود تا عمر کاری کم نشود. روش های تعمیر شامل برداشتن پاس های بالایی بسته به ضخامت، انجام جوشکاری مجدد تحت شرایط مشابه است. اما با توجه به مزایای استفاده از روش پالسی از قبیل کاهش انرژی ورودی، کاهش منطقه متأثر از حرارت، کاهش اندازه دانه و ریزساختار، بهبود شکل گرده جوش و کاهش اعوجاج ناشی از جوشکاری بیشتر از فرایند P-MIG استفاده میشود. همچنین بهمنظور استفاده از تمیزکاری الکتریکی، نرخ رسوب بیشتر و شکستن لایههای اکسیدی در جوشکاری آلومینیم در این روش از جریان مستقیم با الکترود مثبت5 DCEP استفاده میشود ]6[. بررسیهای انجام شده توسط دهکردی و صابری] 5[ بر ریزساختار فلز پایه آلیاژ آلومینیم 2909 نشان میدهد که زمینه این آلیاژ یک ساختار دانه ریز متشکل از فاز محلول جامد آلفا )محلول جامد منیزیم در آلومینیم( است که ذرات ریزی در آن توزیع شدهاند. در این آلیاژ سه نوع رسوب را میتوان مشاهده نمود، رسوبات غنی از آهن با ترکیب Al6(Fe-Mn) که گاهی علاوه بر Mn ،Fe ،Al مقداری Cr هم در آن دیده میشود .رسوبات حاوی سیلیسیم و منیزیم با ترکیب Mg2Si و رسوبات غنی از منیزیم با ترکیب 3Mg2Al ]9-2[. در بررسیهای انجام شده توسط کاتساس و همکارانش [6] تأثیر افزایش تعداد دفعات تعمیر بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلومینیم مورد بررسی قرارگرفته است .
در این تحقیق روی نمونهها جوشکاری تعمیری تا 4 مرتبه صورت گرفته است. نتایج بهدستآمده حاکی از آن است که در اثر افزایش تعداد دفعات تعمیر اندازه ترکیبات بین فلزی Al-Fe-Mn و مقدار تخلخل در پاس ریشه افزایش مییابد. سیکلهای حرارتی اضافی پس از هر تعمیر منجر به کاهش استحکام در پاس ریشه و منطقه متأثر از حرارت میشود. با افزایش تعداد دفعات تعمیر اندازه دانه در پاس ریشه جوش بیشتر میشود. تفاوت این پژوهش با کار آقای کاتساس در نحوهی انجام جوشکاری تعمیری، ضخامت نمونه های جوشکاری و همچنین عملیات آنیل که بر روی نمونه های جوشکاری انجام داده اند. تحقیق دیگری که آقای کاتساس و همکارانش [1] در زمینه مقاومت به خوردگی آلیاژهای آلومینیم 2909 تعمیر شده توسط جوشکاری انجام دادهاند نشان میدهد، سیکل های حرارت اضافی ناشی از جوشکاری تعمیری منجر به حذف منطقه غیرفعال میشوند ،خوردگی افزایش مییابد و در نتیجه واکنش به شدت فعال میشود .
با این حال بیشتر نواحی مقاوم تمایل به حفاظت از نواحی دارند که بیشتر در معرض آسیباند و رفتار کلی خوردگی اتصال را تعدیل میکنند. حفرهدار شدن9 نوعی از خوردگی موضعی است که بر اثر از بین رفتن لایهنازک اکسیدی محافظ توسط محیط خورنده ایجاد میشود. حفرهدار شدن قبل از جوانهزنی و رشد دارای تأخیری زمانی و هسته گذاری آن انتخابی است و به ریزساختار بستگی دارد .
حفرهدار شدن زمانی رخ میدهد که ترکیب ماده/ محلول به پتانسیلی فراتر از یک مقدار بحرانی، پتانسیل حفرهدار شدن، برسند. بعد از تشکیل حفره، نسبت کاتد به آند بسیار بزرگ میشود، لذا سرعت رشد حفره بالا میرود. حفرهها عموما بر روی ریزساختارهای خاصی از جوش تشکیل میشوند. به علت تشکیل جدایشهایمیکروسکپی در ساختار دندریتی فلزجوش، فلزجوش ساختاری مستعد برای تشکیل حفره میباشد. در آلیاژهای آلومینیمی که رسوب فاز دوم در آنها تشکیل میشود، خصوصاً از طریق سیکل حرارتی جوشکاری ،به علت کنترل شدن رشد رسوب بهوسیله نفوذ یک شیب غلظتی اطراف ناحیه تشکیل رسوب ایجاد میشود. ممکن است که ناحیه اطراف رسوب از عنصر مؤثر در تشکیل لایه اکسیدی محافظ خالی شده باشد. درنتیجه این لایهی نازک اطراف رسوب بهصورت آندی کوچک در میان کاتدی بزرگ است که سبب جوانهزنی و رشد حفره میشود ]7-66[. اصولاً یکی از عوامل مؤثر بر خوردگی فلزات در محیطهای آبی وجود یون کلر است و افزایش نسبی آن خوردگی را تشدید میکند. افزایش غلظت یون کلرید به میزان 2/9-9 درصد در محیطهای آبی حلالیت اکسیژن را کاهش میدهد و اثرات نسبتاً شدیدی برخوردگی موضعی و حفرهدار شدن آلیاژهای آلومینیم دارد .
معمولاً حفرهدار شدن آلیاژهای آلومینیم توسط این یون که بیشتر
70جدول1- ترکيب شيميایی فلز پایه و فلز پرکننده.
Al Ti Zn Ni Cr Mg Mn Cu Fe Si عناصر
مواد مصرفی
2909AA 4/9 4/9 6/9 6 3/4 پایه
2609ER 5/2-9/2 پایه

240792-966213

92
/
9

992
/
9

52
/
9

62
/
9

4
/
9

4
/
9

6
/
9

6

2
/
9

52
/
9

92
/
9

92
/
9

52
/
9

62
/
9

92

/



قیمت: تومان

دسته بندی : مهندسی دریا و بندر

پاسخ دهید