مواد و ساخت پیشرفته

نتایج تحقیقات اخیر نشان داده است ترکیب ولتاژ بالاتر و عملیات حرارتی بهینه، خواص مکانیکی بهتر و خواص استاتیکی و چرخه ای بالاتری را در اتصالات جوش آلیاژهای تیتانیوم تولید می کند. نشان داده شده است ولتاژ بالاتر باعث کاهش تراکم حفره ها در اتصالات جوش داده شده می شود که باعث بهبود عمر خستگی می شود. برای این منظور، رفتار مکانیکی اتصالات جوش داده شده با پرتو الکترونی برای آلیاژ تیتانیوم در بارگذاری استاتیک و سیکلی تا خستگی چرخه های بسیار بالا بررسی شده است. همچنین ریزساختار و سختی اتصالات جوش داده شده قبل و بعد از عملیات حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است.

در واقع، به وسیله یک عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT)، ساختارهای مارتنزیتی  α’نیمه پایدار در دانه های β ناحیه ذوب و ناحیه متاثر از حرارت به طور کامل به فازهای لایه ای کوچک α تبدیل می شود و فازهای α+β  را تشکیل می دهد. از این رو، اتصالات جوش داده شده توسط PWHT می توانند توزیع ریزسختی مقعر شکل را به توزیع محدب شکل تبدیل کنند.

از طرفی در خستگی با چرخه های بسیار بالا، ترک های خستگی از حفره های داخلی مواد شروع می شوند. این در حالی است که پارامتر ولتاژ بالاتر اعمال شده به فرایند جوشکاری می تواند تراکم حفره های موجود در مواد را کاهش دهد که این در جهت افزایش عمر خستگی اتصالات جوش شده عمل می کند.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921509320317482