تاثير تركيب شيميايي فلز پركننده بر خواص اتصال غيرمشابه فولاد aisi316 به فولاد aisi430 جوشكاري شده توسط روش gtaw

The effect of chemical composition of filler metal on properties of dissimilar joint between AISI316 and AISI430 steels welded by GTAW

در اين پژوهش اثر فلزات پركننده مختلف بر خواص اتصال غيرمشابه فولاد زنگ نزن آستنيتي aisi316 به فولاد زنگ نزن فريتي aisi430‌ بررسي شد. بدين منظور از روش جوشكاري قوسي تنگستن–گاز و فلزات پركننده er308l، er309lو ernicrmo4 با قطر 2.4 ميليمتر استفاده شد. جهت بررسي ريزساختار و مقاطع شكست نمونه هاي جوشكاري شده از ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (sem)، آناليز طيف نگاري توزيع انرژي (eds) و آزمون فريت سنجي استفاده شد. جهت بررسي خواص مكانيكي اتصال، از آزمون هاي كشش، ضربه و ريزسختي سنجي استفاده گرديد. نتايج نشان داد كه ريزساختار در نمونه جوشكاري شده با فلز پركننده er308l آستنيتي همراه با فريت شبكه اي، فريت كرمي شكل و آستنيت ويدمن اشتاتن، در نمونه جوشكاري شده با فلز پركنندهer309l آستنيتي همراه با فريت اسكلتي و در نمونه جوشكاري شده با فلز پركننده ernicrmo4 كاملاً آستنيتي بود. در آزمون كشش تمامي نمونه ها از فلز پايه فولاد زنگ نزن فريتيaisi430 و بصورت نرم دچار شكست شدند. فلز جوش er309l انرژي ضربه پايين در حدود 49 ژول و فلزات جوش er308l و ernicrmo4 انرژي ضربه بالا به ترتيب در حدود 120 و 73 ژول نشان دادند. شكست فلز جوش در دو نمونه er308l و ernicrmo4 از نوع نرم و در نمونهer309l نسبت به دو نمونه ديگر تردتر بود. نتايج ريزسختي سنجي نشان داد سختي فلز جوش در نمونه هاي er308l و ernicrmo4 به دليل ساختار درون دانه اي ريز و افزايش مرز دانه ها، و همچنين عناصر آلياژي بيشتر موجودر در فلز جوش ernicrmo4 بالاتر از نمونه er309l مي باشد.

In this research, the effect of different filler metals on microstructure and mechanical properties of dissimilar joint between AISI316 and AISI430 stainless steels was studied. For this purpose, GTAW process with ER308L, ER309L and ERNiCrMo4 filler metals with diameter of 2.4 mm were used. Microstructure and fracture surfaces of the welded samples were analyzed by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and ferritoscopy. Also, the mechanical properties of the joint were evaluated by tension, impact and microhardness tests. The results show that the microstructure in the welded sample with ER308L filler metal was austenitic with lathy and skeletal ferrite and Widmanstatten austenite. In the welded sample with ER309L filler metal the microstructure was composed from austenite with skeletal ferrite and in the welded sample with ERNiCrMo4 filler metal was fully austenitic. In tension test, all samples fractured from AISI430 base metal in a ductile manner. ER309L filler metal indicated low impact energy of about 49 J and ER308L and ERNiCrMo4 filler metals indicated higher impact energy of about 120 and 73 J, respectively. The fracture of the weld metal in the welded samples with ER308L and ERNiCrMo4 filler metals was ductile and in the welded sample with ER309L filler metal was brittle. The results of microhardness test indicated that ER308L and ERNiCrMo4 filler metals had higher microhardness as compared with ER309L filler metal due to the presence of alloying elements, finer microstructure and higher grain boundaries.