نقش لايه واسط آلومينيوم و حرارت ورودي بر خواص اتصال لبه روي هم آلومينيوم به فولاد با فرآيند جوشكاري قوسي الكترود تنگستني-گاز با جريان پالسي

Role of Aluminum Interlayer and Heat-Input in Lap Joint Properties of Aluminum to Steel Using Pulsed Gas Tungsten Arc Welding

اثر لايه واسط آلومينيوم و حرارت ورودي بر خواص اتصال لبه ‌روي هم آلياژ آلومينيوم 5052 به فولاد 12-St با استفاده از فرآيند GTAW با جريان پالسي و فلز پركننده 4047-ER بررسي شد. اتصال مستقيم ورق‌هاي آلومينيوم به فولاد بدون لايه واسط به دليل تشكيل فازهاي بين‌فلزي ترد امكان‌پذير نبود. حضور لايه واسط آلومينيوم سبب كاهش تركيبات بين‌فلزي (با ضخامت كم‌تر ازµm 3) و ايجاد جوش‌هاي بدون عيب با حداكثر استحكام كششيMPa 200~ شد. دو نوع آزمون كشش-برش (با تمركز تنش برشي در فصل مشترك ورق فولاد/لايه واسط و فصل مشترك لايه واسط/ورق آلومينيوم 5052) براي ارزيابي استحكام اتصال استفاده شد. در هر دو حالت آزمون، شكست از داخل فلز جوش اتفاق افتاد. استحكام جوش با افزايش حرارت ورودي كاهش يافت. اين نتيجه با توجه به تغييرات فاصله بازوهاي اوليه دندريتي فاز α و توزيع فازهاي يوتكتيك‌‌ Al-Si در فضاي بين‌دندريتي تحليل شد.

Effect of aluminum interlayer and heat-input was investigated on lap joint properties of 5052 aluminum alloy to St-12 steel welded by pulsed GTAW with ER- 4047 filler metal. Direct joining of aluminum to steel without interlayer was not successful due to the formation of brittle intermetallic phases. Presence of the aluminum interlayer led to decrease in the intermetallic compounds (with the thickness <~3 μm) and production of defect-free joints with tensile strength of ~200 MPa. Two modes of shear-tensile test (with concentration of the shear stress at the interface of the steel sheet/interlayer and interface of the interlayer/5052 aluminum sheet) were used to evaluate the joint strength. In both modes of test, fracture occurred from the weld metal. Joint strength decreased by enhancement of the heat-input. This result was justified given the α-phase primary dendrite arm spacing as well as the distribution of the Al-Si eutectics in the interdendritic regions.