بررسی تاثیر شدت‌جریان جوشکاری بر مورفولوژی و ریزساختار فلز جوش آلیاژ in738lc به روش جوشکاری قوسی گاز تنگستن

فاصله بازوهای ثانویه دندریتی یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های ریزساختاری در انجماد دندریتی آلیاژها، حین فرایندهای ریخته‎ گری و جوشکاری است و تاثیر قابل‌توجهی بر سختی و استحکام کششی آلیاژ دارد. آلیاژ دارد. عامل اساسی موثر بر فاصله بازوی دندریت ثانویه، سرعت سرمایش حین انجماد حوضچه مذاب است و اندازه ‎گیری عملی سرعت سرمایش فلز جوش در حین فرایند جوشکاری کاری بسیار دشوار است. از این ‌رو باید از روش‎ های عددی برای پیش‌بینی آن، استفاده نمود. در این پژوهش، ابتدا سه نمونه سوپرآلیاژ in738-lc با جریان‌های 95، 120 و 132 آمپر تولید و یک مدل حرارتی المان محدود سه‌بعدی برای تحلیل جریان گرمای گذرا و محاسبه نرخ سرمایش در نقاط مختلف فلز جوش توسعه یافت. نتایج مدل با آزمایش‌های تجربی صحه‌گذاری شد. نتایج نشان داد که نرخ سرمایش در نمونه 95 آمپر در نزدیکی خط ذوب بین 650 تا 800 کلوین بر ثانیه و در نمونه 132 آمپر بین 270 تا 350 کلوین بر ثانیه است. سپس با استفاده از تصاویر میکروسکوپی، فاصله بازوهای ثانویه دندریتی در مناطق مختلف فلز جوش اندازه‌گیری و ثوابت a و n در رابطه ریاضی بین فاصله بازوهای ثانویه دندریتی و سرعت سرمایش به دست آمد که به ترتیب برابر با 34/62 و 0/3 شد. این مدل، ابزاری کارآمد برای پیش‌بینی ریزساختار و خواص مکانیکی در جوشکاری ارائه می‌دهد و می‌تواند در بهینه‌سازی فرآیندهای جوشکاری مورد استفاده قرار گیرد.

investigation of the effect of welding current intensity on the morphology and microstructure of in738lc superalloy weld metal by gtaw method

nickel-based superalloys, such as in738lc, are widely used in high-temperature applications due to their excellent mechanical properties and corrosion resistance. however, welding these alloys presents challenges due to rapid solidification, which affects the dendritic microstructure of the weld metal. in this study, the effect of welding current intensity on the secondary dendrite arm spacing (sdas) and cooling rate in gas tungsten arc welding (gtaw) of in738lc was investigated through numerical modeling and experimental validation. a three-dimensional finite element heat transfer model was developed to predict the thermal distribution and cooling rates in the weld pool. experimental welding was performed at three different current levels (95 a, 120 a, and 132 a), and the resulting microstructures were analyzed using metallographic techniques. the results showed that increasing the welding current leads to a significant reduction in the cooling rate and an increase in sdas. a mathematical relationship between sdas and the cooling rate was established, and the model predictions were validated with experimental measurements. the distance between the secondary dendritic arms was measured in different regions of the weld metal, and the constants a and n in the mathematical relationship between the distance between the secondary dendritic arms and the cooling rate were obtained, which were equal to 34.62 and 0.3, respectively.