جدایش ماکرو در جوشکاری ذوبی فلزات غیرمشابه

Macrosegregation in dissimilar-metal fusion welding

چکیده

جدایش حل­ شونده در مقیاس ماکروسکوپی در جوش بین دو فلز یا دو آلیاژ غیرمشابه به صورت گسترده تشخیص داده شده­ است، اما هنوز در درک اصول جدایش ماکرو در جوشکاری ذوبی فلزات غیرمشابه کمبودهایی وجود دارد. ۲ مکانیزم براساس دمای لیکوئیدوس فلزات جوش، T_LW، نسبت به دمای لیکوئیدوس فلز ۱، T_L1، و دمای لیکوئیدوس فلز ۲، T_L2 پیشنهاد شد. بر اساس این مکانیزم­ ها، ۲ جدایش ماکروی متفاوت می ­تواند تشکیل شود. اگر T_WL<T_L1 یک شبه جزیره مخلوط نشده فلز ۱ می‌­تواند تشکیل شود.

از طرف دیگر، اگر T_WL>T_L2 یک ساحل از فلز مخلوط نشده ۲ با شکل نامتقارن می‌­تواند تشکیل شود. برای بررسی مکانیزم ­ها، یک صفحه مسی خالص به صورت لب به لب به ورقی از جنس فولاد کم ­کربن توسط جوشکاری ذوبی قوسی تنگستن- گاز بدون فلز پرکننده جوشکاری شد. اندازه­ گیری ترکیب شیمیایی در نزدیکی و در طول فلز جوش انجام شد. یک  شبه جزیره در فولاد مخلوط نشده و یک ساحل با شکل نامتقارن از جنس مس مشاهده­ شد که این مکانیزم­ ها را تائید کرد. به علاوه فلز جوش یک ساختار لایه ­ای را نشان می­‌دهد که این ساختار لایه­ ای، توسط تحت تبرید فلز جوش به فاصله امتزاج ­پذیری در دیاگرام فازی Cu-Fe ایجاد شده­ است. با در نظر گرفتن یافته­ های پژوهش حاضر، جدایش ماکرو در مطالعات قبلی روی جوشکاری لیزر و پرتو الکترونی مس به فولاد یا به فولاد زنگ ­نزن، مورد بحث قرار گرفت. 

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

ABSTRACT

Solute segregation on a macroscopic scale in a weld between two dissimilar metals or alloys has long been recognized, but fundamental understanding of macrosegregation in dissimilar-metal welding is still lacking. Two mechanisms for macrosegregation were proposed based on the liquidus temperature of the bulk weld metal, TLW, relative to the liquidus temperature of metal 1, TL1, and the liquidus temperature of metal 2, TL2. According to the mechanisms, two distinctly different macrosegregation features can form. A “peninsula” of an unmixed metal 1 can form if TLW<TL1.

On the other hand, a “beach” of unmixed metal 2 irregular in shape can form if TLW >TL2. To verify the mechanisms, a pure Cu sheet was butt welded to a low carbon steel sheet by gas-tungsten arc welding without a filler metal. Composition measurements were conducted inside and across the weld metal. A peninsula of unmixed steel and an irregular-shaped beach of unmixed Cu were observed, which verified the mechanisms. In addition, the bulk weld metal exhibited a layered structure caused by undercooling of the bulk weld pool into a metastable miscibility gap in the Cu-Fe phase diagram. Macrosegregation in previous studies on laser- and electron-beam welding of Cu to steel or stainless steel was discussed in light of the findings in the present study.