بررسی ایجاد ترک گرم در آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴ در اثر جوشکاری قوس تنگستن

جوشکاری قوس تنگستن تحت پوشش گاز محافظ از مهمترین روش های جوشکاری در صنایع مختلف است. توسط این روش می توان موادی با شکل های مختلف از ورق های نازک(مثلا ورق های آلومینیوم) تا لوله های تحت فشار را جوشکاری کرد. در میان عیوب جوش، ترک خطرناک ترین عیب است چون قابلیت جوشکاری و جوش پذیری مواد بر پایه تمایل آن ها به تشکیل و رشد ترک در طول جوشکاری و بعد از آن ارزیابی می شود. ترک ها با توجه به درجه حرارتی که در آن به وجود می آیند به دو گروه ترک های گرم و ترک های سرد تقسیم بندی می شوند. ترک گرم به دلیل ناپایداری فلز جوش تحت کرنش، در حین انجماد در یک محدوده دمایی بحرانی ایجاد می شود. در این تحقیق استعداد به ترک گرم آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴-T۳ تحت تاثیر پارامترهای جوشکاری تیگ با استفاده از آزمون وارسترینت مورد بررسی قرارگرفت. برای این منظور چهار بلوک با شعاع های مختلف جهت اعمال کرنش های ۲/۰، ۵/۰، ۱ و ۵/۳ درصد ساخته شد. جهت مشاهده ترک گرم و بازرسی عیوب جوش از آزمایشات رادیوگرافی و مایعات نافذ و همچنین جهت مشاهده ریز ساختار از آزمون متالوگرافی استفاده شد. نتایج آزمایشات نشان دادند که در نمونه ها تحت کرنش-های ۲/۰، ۵/۰ و ۱ درصد با تغییر پارامترهای جوشکاری و افزایش گرمای ورودی ترک گرم ایجاد نشد. با اعمال کرنش ۵/۳ درصد که بالاتر از کرنش آستانه آلیاژ است، ترک گرم در نمونه ها با پارامترهای مختلف جوشکاری ایجاد شد که نشان از نقش پر رنگ تر کرنش نسبت به گرمای ورودی در ایجاد ترک گرم دارد. در حالت اعمال کرنشی بالاتر از کرنش آستانه، با افزایش گرمای ورودی طول ترک گرم افزایش یافت. مسیر زیگزاگ ترک و عبور از بین دندریت ها در مقیاس میکروسکوپی، تاییدی بر رخداد ترک گرم در نمونه ها است. همچنین نتایج نشان داد که طول ترک های گرم با افزایش سرعت جوشکاری، کاهش یافت.

Keywords:

جوشکاری قوس تنگستن , ترک گرم , گرمای ورودی , کرنش , آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴