مطالعات ريزساختاري اتصالات پرتوي ليزر بين آلياژ اينكونل 718 و فولاد زنگ‌نزن دوفازي 2304 با هدف بهينه‌سازي پارامترهاي فرايند و دستيابي به استحكام شكست بيشينه

در پژوهش حاضر، ريزساختار و خواص مكانيكي اتصال غيرمشابه ميان فولاد زنگ‌نزن دوفازي 2304 و سوپر آلياژ اينكونل 718 با استفاده از فرايند جوشكاري ليزر پالسي مطالعه و ارزيابي شد. هدف از انجام اين پژوهش، با توجه به وجود خلأ محسوس در اين نوع اتصال و بررسي تحولات ريزساختاري در نواحي مختلف جوش و تأثير پارامترهاي جوشكاري ليزر بر خواص مكانيكي اين اتصالات غيرمشابه است. بدين منظور، از روش طراحي آزمايش رويه پاسخ با تكنيك مركب مركزي براي بهينه‌سازي پارامترهاي جوشكاري ليزر استفاده شد. محدوده پارامترهاي مؤثر فرايند شامل توان ليزر، سرعت جوشكاري و عمق فوكوس به‌ترتيب 1000 تا1900 وات، 1 تا 5 ميلي‌متر بر ثانيه و 1 تا 1 ميلي‌متر درنظر گرفته شد. از آزمايش كشش تك‌محوره براي تعيين نيروي شكست اتصالات و از ميكروسكوپ نوري براي مشاهده‌هاي ريزساختاري و تغيير و تحولات فازي بهره گرفته شد. نتايج به‌دست آمده حاكي از آن است كه افزايش دو متغير سرعت جوشكاري و عمق فوكوس در ابتدا باعث افزايش نيروي شكست اتصالات شده و پس از رسيدن به يك مقدار بهينه، نيروي شكست شروع به كاهش مي‌كند. در اين پژوهش بيشينه نيروي شكست اتصالات در توان 1900 وات، سرعت جوشكاري سه ميلي‌متر بر ثانيه و عمق فوكوس صفر ميلي‌متر محاسبه شد. با توجه به نتايج ريزساختار منطقه جوش، دندريت‌هاي هم‌محور در مركز ناحيه جوش غالب هستند درحالي كه در نزديكي خط ذوب دندريت‌ها به‌صورت ستوني انجماد يافته‌اند. همچنين تغييرات سختي در نواحي مختلف اتصال بحث و بررسي شد. بر اساس نتايج، به‌دليل انحلال رسوبات استحكام‌بخش نظير TiC و NbC طي فرايند جوشكاري پرتوي ليزر، سختي ناحيه جوش نسبت به فلز پايه اينكونل 718 كاهش يافت.