لحيم كاري سخت به كمك ليزر فولادهاي زنگ نزن 321 و 410 با ماده پركننده پايه نيكل BNi-2

Laser brazing of 321 and 410 stainless steels using BNi-2 nickel-based filler metal

در اين مقاله ، لحيم كاري سخت به كمك ليزر فولادهاي زنگ نزن آستنيتي (321) و مارتنزيتي (410) با استفاده از ليزر پالسيNd:YAG 400 وات با ماده پركننده پايه نيكل BNi-2 انجام پذيرفت. فرآيند لحيم كاري سخت به كمك ليزر در درزهاي اتصال متفاوت انجام پذيرفت. ميكروساختار و آناليز تركيب ماده پركننده و اتصال با ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد مطالعه قرار گرفت. تست سختي و كشش براي بررسي خواص مكانيكي اتصالات لحيم كاري شده انجام شد. نتايج نشان مي‌دهد كه ماده پركننده ترشوندگي و پخش شوندگي خوبي بر روي فولادهاي زنگ نزن 321 و 410 در فرآيند لحيم كاري سخت به كمك ليزر دارد. ماده پركننده شامل محلول جامد نيكل، بوريد نيكل و بوريد كروم مي‌باشد. اتصالات لحيم كاري شده عمدتا شامل محلول جامد نيكل و بوريد نيكل در مركز اتصال و بوريد كروم در نزديكي سطح مشترك با فلزپايه مي‌باشد. ميانگين ميكروسختي ماده پركننده 550 ويكرز و ميانگين ميكروسختي اتصالات لحيم كاري شده 500 ويكرز مي‌باشد. استحكام كششي اتصالات لحيم كاري شده بين 200 تا 480 مگاپاسكال است كه به سبب درزهاي اتصال متفاوت است.

In this paper, laser brazing of austenitic stainless steel (type 321) and martensitic stainless steel (type 410) was performed using 400W pulsed Nd:YAG laser with nickel-based filler metal (BNi-2). Laser brazing process was carried out at different gap distances. Microstructure and composition analysis of the filler metal and the brazed joints were examined by optical Microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM). Mechanical properties of the brazed joints were measured in the form of Micro hardness and tensile test. Results show that filler metal shows good wetting and spreading on 321 and 410 stainless steel in laser brazing process. Filler metal consists of nickel solid solution, nickel-rich boride and chromium-rich boride. The laser brazed joints are mainly comprised of the nickel solid solution, nickel-rich boride in the center of the joints and chromium-rich boride in near interface with substrates. The average micro hardness for filler metal was 550 HV compared to 500 HV for laser brazed joints. The tensile strength of laser brazed joints is varied from 200 to 500 MPa because of different gap distances.