اثر زاویه‌ی پَخ بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلومینیم به فولاد ایجاد شده با استفاده از روش جوشکاری لحیم کاری سخت لیزری

Effect of bevel angle on microstructure and mechanical property of Al/steel butt joint using laser welding-brazing method

چکیده

اتصال آلومینیم به فولاد کم کربن Q235 به ضخامت ۵/۲mm با استفاده از روش جوشکاری لحیم کاری سخت لیزری با فلز پرکننده‌ی ER4043 انجام شد. فرایند گالوانیزه سازی الکتریکی فولاد برای بدست آوردن پوششی از روی در سطح پخ زده شده‌ی فولاد پیش از جوشکاری اجرا گردید. فصل مشترک لحیم کاری و استحکام کششی اتصالات مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که اتصال سربه سر سالمی بین آلومینیم و فولاد بدست آمده و فصل مشترک لحیم کاری شامل مناطق غنی از روی و لایه‌ی بین فلزی IMC) Fe-Al) است. ضخامت و مورفولوژی لایه‌ی واکنشی IMC ثابت نبود بلکه در امتداد فصل مشترک لحیم کاری تغییر می کرد. زمانی که زاویه پخ کوچکتری در سمت فولاد مورد استفاده قرار می گرفت مورفولوژی لایه‌ی واکنشی IMC پیچیده تر و این لایه ضخیم تر بود. تمامی اتصالات در لایه‌ی Fe2Al5 فصل مشترک لحیم کاری دچار شکست شدند. استحکام کششی اتصالات عمدتاً بوسیله‌ی ناحیه‌ی پیوند فصل مشترک لحیم کاری تعیین می‌شد و استحکام کششی متوسط ۱۱۰ MPa و ۱۵۰ MPa به ترتیب هنگام استفاده از زوایای پخ º۴۵ و º۳۵ بدست آمدند.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Butt joining of AA6061 aluminum alloy and Q235 low-carbon steel of 2.5 mm thickness was conducted using laser welding-brazing method with ER4043 filler metal. An electro-galvanizing process of the steel was performed to obtain a zinc coating at the steel’s bevel surface before welding. The brazing interface and the tensile strength of the joints were evaluated. The results showed that a sound butt joint between Al and steel was obtained, with the brazing interface consisted of zinc rich regions and a Fe–Al intermetallic (IMC) layer. The thickness and morphology of the IMC reaction layer were not constant but varied along the brazing interface. The morphology of the IMC reaction layer was more complex and the layer was thicker when a smaller bevel angle of the steel was used. All the joints fractured in the Fe2Al5 layer of the brazing interface. The tensile strength of the joints was mainly determined by the bonding area of the brazing interface, and average tensile strengths of 110 MPa and 150 MPa were achieved when bevel angles of 45° and 30° were used respectively.