بررسي تأثير گرماي ورودي جوشكاري بر ريزساختار و خواص مكانيكي اتصال غير مشابه فولاد زنگ نزن AISI310 و فولاد كم آلياژ API5LX60

Investigation the Effect of Welding Heat Input on Microstructure and Mechanical Properties of AISI310 Stainless Steel and API5LX60 Low Alloy Steel Dissimilar Joint

در اين پژوهش خواص مكانيكي و ريزساختاري اتصال غيرمشابه فولاد زنگ نزن آستنيتي AISI310 به فولاد كم آلياژ API5LX60 در سه حرارت ورودي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. جهت انجام عمليات جوشكاري از فرآيند قوسي تنگستن- گاز (GTAW) و فلز پركنندهER2209 استفاده شده است. پس از جوشكاري، ريز ساختار مناطق مختلف اتصال شامل فلزات پايه، فلزات جوش، مناطق متأثر از حرارت (HAZ) و فصل مشترك‌ها با استفاده از ميكروسكوپ نوري مورد بررسي قرار گرفت. بررسي سطوح شكست به كمك ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) انجام شد. همچنين خواص مكانيكي اتصال با استفاده از آزمون ضربه و ريزسختي سنجي ارزيابي گرديد. نتايج بررسي‌هاي ريزساختاري نشان داد فلزجوش ER2209 داراي ريزساختار فريتي– آستنيتي مي‌باشد. با افزايش حرارت ورودي، در ناحيه متأثر از حرارت فولاد AISI310 تغييرات ريزساختاري چنداني مشاهده نشد اما اين تغييرات در فلز پايه API5LX60 بوضوح قابل مشاهده بود. نتايج آزمون ضربه نشان داد كه با افزايش حرارت ورودي، انرژي شكست فلز جوش بصورت قابل توجهي افزايش مي‌يابد. از سوي ديگر افزايش حرارت ورودي، تأثير چنداني بر سختي فلز جوش نداشته و تنها بصورت جزئي موجب كاهش سختي آن مي‌شود.

In this research, the microstructure and mechanical properties of AISI310 austenitic stainless steel/API5LX60 low alloy steel dissimilar joints welded in three different heat inputs, were studied. Gas tungsten arc welding (GTAW) Process and ER2209 filler metal was used for preparing the joints. After welding, the microstructure of different regions of each joint, including base metal, weld metal, heat affected zone (HAZ) and the interface were investigated using optical microscope. Studying fracture surface of the weldments prepared in different heat inputs was performed using scanning electron microscope (SEM). Mechanical properties of the joints were evaluated using impact and micro-hardness tests. Microstructural studies showed that using ER2209 filler metal has led to a ferritic-austenitic microstructure at the weld metal. It was found by increasing the heat input, no significant microstructural change occured at the heat affected zone of AISI310 steel, but the change in microstructure at the heat affected zone of API5LX60 steel was clearly visible. The results of impact tests showed a considerable increase in fracture energy of the weld metal by increasing the heat input. In addition increase in the heat input, has not a noticeable effect on the weld metal hardness, and change in hardness of the weld metal due to increasing the heat input was quite low and negligible.