ارزيابي حرارت ورودي بر تحولات ريزساختاري و خواص مكانيكي اتصال آلياژ آلومينيم 7020-T6 در جوشكاري TIG

Effect of Heat Input on Microstructure and Mechanical Properties of A7020-T6 Alloy Joined by TIG Welding

در اين پژوهش از فرايند جوشكاري TIG با جريان پالسي و ثابت براي اتصال آلياژ آلومينيم 7020-T6 استفاده شد. تاثير شدت جريان (حرارت ورودي) بر ريزساختار و خواص مكانيكي نمونه هاي جوشكاري شده و همچنين تغييرات پهناي منطقه متاثر از حرارت، مورد بررسي قرار گرفت. به وسيله كاشتن ترموكوپل در ناحيه اتصال تغييرات دمايي اندازه گيري و مورد بررسي قرار گرفت. بررسي هاي ريزساختاري توسط ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي انجام گرديد. به منظور بررسي دماي تشكيل رسوبات، آناليز گرما سنجي افتراقي (DSC) انجام گرديد. همچنين آزمون ميكرو سختي و كشش جهت ارزيابي خواص مكانيكي به عمل آمد. بررسي ها نشان داد در جوشكاري TIG پالسي نسبت به TIG معمولي كاهش فراواني در اندازه دانه ناحيه جوش صورت گرفته، ولي با افزايش حرارت ورودي اندازه دانه اين ناحيه و پهناي منطقه متاثر از حرارت نيز افزايش نسبي يافته است. نتايج نشان داد كه بر خلاف نتايج مطالعات پيشين در آلياژهاي رسوب سخت شونده، استحكام در ناحيه ي جوش نسبت به فلز زمينه افزايش قابل توجهي يافته است. بهبود نسبي خواص مكانيكي در ناحيه جوش عليرغم افزايش حرارت ورودي و افزايش نسبي اندازه دانه ها، به دليل انيل انحلالي و رسوب مجدد ذرات رسوبي استحكام بخش در حين سرد كردن از دماي اتصال ارزيابي گرديد

In this study butt joining of 7020-T6 alloy was performed using tungsten inert gas (TIG) welding with continuous (constant) and pulsed current. Effect of heat input on microstructure and mechanical properties of the joints was investigated. Microstructural examinations were conducted using optical and scanning electron microscopy. Differential scanning calorimetry (DSC) was used to identify the precipitates phase evolution. Temperature at the welding region was recorded by inserting thermocouples. Hardness and tensile strength of the joints was evaluated. Results showed that current pulsing leads to relatively finer grain size in weld metal compare to the one welded by constant current. In either cases of constant and pulsed current, the grain size and the width of heat affected zone increased with increasing heat input. Unlike earlier studies in precipitation hardening aluminum alloys, strength of the weld metal were increased as compare to base metal in T6 condition. The enhancement in mechanical properties of weld metal was attributed to the solution annealing and re-formation of strengthening precipitates on cooling from welding temperature.