جوشکاری پرتو الکترونی آلیاژ ti-6al-4v به فولاد زنگ‌نزن ph4-17 با استفاده از لایه میانی مس

هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر پارامترهای جوشکاری پرتو الکترونی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرهمجنس فولاد زنگ نزن ph4-17 و آلیاژ ti-6al-4v می باشد. برای این منظور، جوشکاری این دو آلیاژ با لایه میانی مس با ضخامت 1 میلی متر انجام شد. دو سرعت جوشکاری مختلف 0/7 و 0/9 متر بر دقیقه با چهار میزان انحراف پرتو (0، 0/2، 0/4 و 0/6 میلی متر) از مرکز لایه میانی به سمت فولاد برای انجام آزمایش ها استفاده شد. نتایج نشان می د هد که با استفاده از لایه میانی مس با ضخامت1 میلی متر، ترک های ناشی از تشکیل ترکیبات بین فلزی از حوضچه جوش حذف می شوند. در فصل مشترک بین تیتانیوم و حوضچه جوش در انحراف پرتوهای 0 و 0/2 میلی متر، محلول جامد مس و ترکیبات بین فلزی ticu2 و در انحراف پرتوهای 0/4 و 0/6 میلی متر، محلول جامد مس و ترکیبات بین فلزی ticu تشکیل می شود. در ناحیه حوضچه جوش در انحراف پرتوهای 0 و 0/2 میلی متر، ترکیبات بین فلزی ticr2+tife2 و در انحراف 0/4 و 0/6 میلی متر، محلول جامد آهن (α-fe), محلول جامد مس و ترکیبات بین فلزی ticu تشکیل می شوند. بیشترین میزان سختی در فصل مشترک حوضچه جوش و آلیاژ تیتانیوم و همچنین در سطح مشترک حوضچه جوش و فولاد مشاهده می شود که به سبب حضور ترکیبات بین فلزی با سختی بالا در این مناطق می باشد. با افزایش سرعت جوشکاری و میزان انحراف پرتو، میزان سختی کاهش می یابد که به دلیل کاهش ترکیبات بین فلزی ترد و شکننده در ساختار اتصال می باشد. با افزایش میزان انحراف پرتو از 0/4 میلی متر به 0/6 میلی متر در سرعت 0/7 متر بر دقیقه، استحکام برشی اتصال از 180 مگاپاسکال به 210 مگاپاسکال و در سرعت 0/9 متر بر دقیقه، استحکام برشی اتصال از 230 مگاپاسکال به 250 مگاپاسکال افزایش می یابد. نمونه جوشکاری شده با سرعت جوشکاری 0/9 متر بردقیقه و میزان انحراف پرتو 0/6 میلی متر دارای بیشترین استحکام برشی معادل 250 مگاپاسکال می باشد. شکست در تمامی نمونه ها در فصل مشترک بین حوضچه جوش و آلیاژ تیتانیوم اتفاق می افتاد که نشان می دهد ضعیف ترین ناحیه در اتصال، این فصل مشترک می باشد.

electron beam welding of 17-4ph steel and ti6al4v alloy with copper interlayer

this study aimed to investigate the effect of electron beam welding parameters on the microstructural characteristics and mechanical properties of the dissimilar joint between 17-4ph stainless steel and ti6al4v alloy. for this purpose, the welding of these two alloys was performed with an copper interlayer with a thickness of 1 mm. two different welding speeds of 0.7 and 0.9 m/min with four levels of beam offset (0, 0.2, 0.4 and 0.6 mm) from the center of the interlayer towards the steel were used to accomplish the experiments. the results show that by using the copper interlayer with thickness of 1 mm, the cracks caused by the formation of intermetallic compounds are removed from the weld pool. at the interface between the titanium and the weld pool, at the beam offset of 0 and 0.2 mm, a solid solution of copper and ticu2 intermetallic compounds is formed, while at the beam offset of 0.4 and 0.6 mm, a solid solution of copper and ticu intermetallic compounds is formed. the weld pool, at the beam offset of 0 and 0.2 mm, consists of ticr2+tife2 intermetallic compounds while at the beam offset of 0.4 and 0.6 mm, solid solution of iron (α-fe), solid solution of copper and ticu intermetallic compounds are formed. the highest value of hardness is observed at the interface between the weld pool and the titanium alloy, as well as at the interface between the weld pool and the steel, which is due to the presence of intermetallic compounds with high hardness in these regions. by increasing the welding speed and the beam offset, the hardness value decreases, which is due to the reduction of brittle intermetallic compounds in the joint structure. by increasing the beam offset from 0.4 mm to 0.6 mm at the speed of 0.7 m/min, the shear strength increases from 180 mpa to 210 mpa and at the speed of 0.9 m/min, the shear strength raises from 230 mpa to 250 mpa. the welded sample with the welding speed of 0.9 m/min and the beam offset of 0.6 mm has the highest shear strength equal to 250 mpa. the failure in all samples happened at the interface between the weld pool and the titanium alloy, which shows that the weakest region in the joint is this interface.