ریزساختار و خواص مکانیکی اتصالات همجنس و غیرهمجنس فولادهای هواناپذیر و ساده کربنی به روش جوشکاری قوس فلز با گاز محافظ دی اکسید کربن

در این پژوهش، خواص مکانیکی، ریزساختار، و سختی در اتصال فولاد هواناپذیر به فولاد هواناپذیر (همجنس) و فولاد هواناپذیر به فولاد ساده کربنی (غیرهمجنس) به روش جوشکاری قوس فلز با گاز محافظ دی اکسید کربن مورد ارزیابی قرار گرفت. از ورق فولاد هواناپذیر با نام تجاری corten a استفاده شد. فرایند جوشکاری شامل کنترل جریان و ولتاژ، نرخ تزریق سیم جوش، نرخ گاز محافظ، سرعت جوشکاری، پیکربندی اتصالات و میکروساختار بود. ارزیابی خواص مکانیکی، ریزساختار، و عیوب منطقه جوش توسط آزمون های کشش، خمش، سختی سنجی، متالوگرافی با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ روبشی گسیل میدانی، و رادیوگرافی انجام شد. نتایج نشان داد که ریزساختار منطقه جوش در اتصالات همجنس و غیرهمجنس شامل فریت مرزدانه ای، فریت سوزنی و فریت ویدمن اشتاتن است. استحکام کششی اتصال همجنس 497 مگاپاسکال و غیرهمجنس 303 مگاپاسکال بود. سختی منطقه جوش در اتصال همجنس 210 ویکرز و در اتصال غیرهمجنس 180 ویکرز بود. درمجموع، اتصال همجنس از نظر ریزساختار، نوع و اندازه عیوب جوش، استحکام و سختی منطقه جوش نسبت به اتصال غیرهمجنس برتری دارد.

Microstructure and mechanical properties of similar and dissimilar welding joints of weathering steel and plain carbon steel by GMAW with CO2 shielding gas

The welding joints were investigated due to the significance of similar welding of Corten A weathering steel and its dissimilar welding with St12 plain carbon steel in industrial applications. The gas metal arc welding (GMAW) technique with carbon dioxide shielding gas was utilized in the present work. The welding process comprised current and voltage control, welding wire injection rate, shielding gas rate, welding speed, connection configuration, and microstructure evolution. Mechanical properties and microstructure evolution in similar and dissimilar joints and weld defects were evaluated by tensile, bending, hardness, metallographic, and radiographic tests. The weld microstructure in similar and dissimilar joints included grain boundary ferrite, acicular ferrite, and WidmanStatten ferrite. The tensile strengths of the similar and dissimilar joints were respectively 497 and 303 MPa. The weld zone hardness was 210 and 180 Vickers for similar and dissimilar joints, respectively. In conclusion, similar welding outperformed dissimilar welding considering weld joint defects, mechanical properties, and microstructure.