تاثير حرارت ورودي بر رفتار مكانيكي و تعادل فازي جوش مقاومتي نقطه‌اي فولاد زنگ نزن دوپلكس 2304

Influence of heat-input on mechanical behavior and phase balance of 2304 duplex stainless steel resistance spot welds

اين مقاله به بررسي تاثير حرارت ورودي فرايند جوشكاري مقاومتي نقطه‌اي بر ريزساختار و رفتار مكانيكي جوش مقاومتي نقطه‌اي فولاد زنگ‌نزن دوبلكس 2304، به عنوان گزينه-اي مناسب براي كاربرد در صنايع خودروسازي پرداخته است. نتايج نشان داد كه به دليل سرعت بالاي سردشدن در جوشكاري مقاومتي نقطه‌اي تعادل فازي فريت-آستنيت در منطقه‌ ذوب از بين مي‌رود و رسوبات نيتريدي در درون دانه‌هاي فريت تشكيل مي‌شود. نتايج نشان داد كه درصد آستينت تشكيل شده در دكمه‌ي جوش تابع جريان جوشكاري، به عنوان مهم‌ترين متغير موثر بر حرارت ورودي جوش، است. افزايش جريان جوشكاري منجر به افزايش درصد آستنيت از 4 درصد تا 18 درصد شد. علاوه بر اين، افزايش جريان جوشكاري منجر به كاهش ميزان رسوبات نيتريدي مي‌شود. بررسي رفتار مكانيكي جوش‌ها در آزمون كشش-برش نشان داد كه افزايش جريان جوشكاري منجر به بهبود ظرفيت تحمل نيرو و قابليت جذب انرژي جوش مي‌شود. بيشينه نيروي قابل تحمل و بيشينه انرژي جذب شده حين شكست جوش‌هاي مقاومتي نقطه‌اي فولاد دوبلكس 2304 به ترتيب به 25 كيلونيوتن و 40 ژول رسيد كه بيانگر جوش‌پذيري بسيار خوب اين فولاد است.

This paper aims at investigating the effect of heat input in resistance spot welding on microstructure and mechanical behavior of 2304 duplex stainless steel, as a promising candidate for automotive application. The results showed that due to rapid cooling rate inherent to resistance spot welding, the ferrite-austenite phase balance is destroyed and nitride-type precipitates are formed within the ferrite grains. The amount of austenite in the weld nugget was a function of welding current, as the most important factor affecting welding heat input. Increasing welding current increased the austenite volume fraction from 4 to 18%. Moreover, the nitride precipitation was reduced upon using higher welding currents. Investigation of weld mechanical performance during the tensile-shear loading showed that increasing welding current enhances both load bearing capacity and energy absorption capability. The maximum achievable peak load and energy absorption of 2304 duplex stainless steel resistance spot welds were 25 kN and 40 J, indicating a superior weldability.