بهینه‌سازی جوش‌پذیری ابرآلیاژ پایه کبالت هاینس 25 با لیزر فیبری ضربانی

مطالعه حاضر بهینه‌سازی خواص مکانیکی و ریزساختاری جوشکاری لیزر ابر آلیاژ پایه کبالت هاینس 25 (l-605) را بررسی می‌کند. تاثیر متغیرهای جوشکاری لیزر مانند قدرت پرتو لیزر، بسامد ضربانی، سرعت جوشکاری و پهنای زمانی ضربان بر خواص مکانیکی و متالورژیکی اتصالات جوش مورد بررسی قرار می‌گیرد. با بررسی متغیرهای جوشکاری مقادیر g (شیب حرارتی) و r (نرخ انجماد) و  همچنین تحت تبرید (g/r) و سرعت سرمایش (g×r) که بر ریزساختار انجماد غالب هستند، محاسبه و همبستگی ساختاری با خواص مکانیکی حاصل از جوش بررسی می‌گردد. در این تحقیق بدست آوردن متغیرهای جوشکاری برای ایجاد درصد بالایی از ساختار به صورت دندریت هم محور‌مد نظر می‌باشد. بررسی ریزساختاری رشد دانه همپایی و ساختارهای دندریتی در ناحیه جوش را نشان می‌دهد. سرعت انجماد بالا در حوضچه جوش سبب انجماد دندریتی شد که از دندریت‌های ستونی دیواره‌های جوش شروع می‌شود و به دندریت‌های هم محور در مرکز جوش منتهی می‌شود. مقدار ریزسختی در ناحیه جوش برابر 328 ویکرز می‌باشد که به سختی ماده اصلی بسیار نزدیک است. استحکام کششی نمونه‌های جوش به حدود %93 و%94 استحکام کشش فلزپایه می‌رسد. بررسی آزمون کشش نمونه‌های جوش حاکی از شکست نرم-ترد است. با بررسی میکروسکوپی الکترونی روبشی وجود فرورفتگی‌ها، شکاف بین دانه‌ای و ریز حفره‌ها در ناحیه شکست تایید شد.

optimization weldability of haynes 25 cobalt base superalloy with pulsed fiber laser

the present study focuses on optimizing the mechanical properties and microstructure of laser welding in haynes 25 (l-605) cobalt-based superalloy. initially, the influence of laser welding variables such as laser power, pulse frequency, welding speed, and pulse width on the mechanical and metallurgical properties of the weld joints is investigated. by examining the welding variables, the values of g (thermal gradient) and r (cooling rate) are calculated, and their ratio (g/r) and cooling rate (g×r), which predominantly affect the solidification microstructure, are determined. the structural correlation with the mechanical properties resulting from welding is examined.  in this research, it is considered to obtain the welding variables to create a high percentage of the structure in the form of equiaxed dendrite. microstructural analysis reveals the growth of equiaxed grains and dendritic structures in the weld zone. the high cooling rate in the weld pool leads to dendritic solidification starting from columnar dendrites at the weld walls and ending in equiaxed dendrites at the center of the weld. the microhardness value in the weld zone is hv 328, which is very close to the microhardness of the base material. the tensile strength of the weld samples reaches about 93% to 94% of the base metal tensile strength. tensile testing of the weld samples indicates a ductile-brittle fracture. examination of the scanning electron microscope confirms the presence of dimples, intergranular cracks, and microvoids in the fracture zone.