80Ni-20Cr به قطر 2 ميليمتر و تركيب شيميايي ارايهشــده در جــدول 1 بكــار گرفتــه شــد. جهــت عمليــاتجوشكاري ابتدا مفتولها به طـول 15 سـانتي متـر بـرشخورده و سطح برش آنها تحت سـنگ (زنـي ) مغناطيـسيقرار گرفته و سـپس در يـك فيكـسچر مناسـب قـرار دادهشدند تا طرح اتصال سر به سر گونيا بدون درز ايجاد گردد.
عمليات جوشكاري به روش ميكروپلاسما با دسـتگاه مـدلAriane 80-S محصول شـركتThermo Welding بدون فلز پركننده در شرايط گوناگون انجام شد. متغيرهاي جوشكاري بـا توجـه بـه قابليـت دسـتگاه، شـدت جريـانجوشكاري و جوشكاري در شرايط غير پالسي و پالـسي در نظر گرفته شد و در نهايت، 9 نمونه بر اساس شرايط ذكـرشده در جدول 2 مـورد عمليـات جوشـكاري قـرار گرفتـهشدند.
پس از جوشـكاري، آزمـونهـاي متـالوگرافي نـوري والكتروني، سختي، كـشش و مقاومـت الكتريكـي در مـوردنمونههاي گوناگون انجام شد. جهت انجام متالوگرافي ابتدادو سمت محل اتصال نمونهها برش خورده و پس از مانـتسرد مورد عمليات آماده سازي (سنباده زني ) و پوليش بـامحلول كروندم 3/0 ميكرومتر و سپس حكاكي بـا محلـول(آبـي) 3%60HCl+%40HNO قـرار گرفتنـد. آزمـون متالوگرافي طي 2 مرحله انجـام شـد؛ در مرحلـه نخـست ، متالوگرافي نوري با استفاده از يك دسـتگاه ميكروسـكوپ
نوري مدل BX51M محصول شركت Olympus مجهز به سيستم آناليز تصويري انجـام گرديـد. در ايـن مرحلـهميـانگين قطـر دانـه هـا و درصـد رسـوبات (كاربيـدها) در ريزساختار فلز جوش و HAZ مورد بررسي قـرار گرفتـهشـدند. در مرحلـه دوم جهـت بررسـي دقيـقتـر جزئيـات ريزس اختار، تم امي نمون ه ه ا ب ه وسـيله يـك دس تگاه ميكروســـكوپ الكترونـــي روبـــشي (SEM) مـــدل VEGA/TESCAN مجهز بـه سيـستم تـصويربرداريالكترون برگشتي و الكترون ثانويـه تحـت ولتـاژ شـتابدهنده 20 كيلو ولت مورد بررسي قرار گرفتند. همچنـين ، جهــت بررســي دقيــقتــر رســوبات و ذرات موجــود درريزساختار، آناليز نقطه اي به روش اسپكتروسكوپي انرژيپراكنده (EDS) در مورد فازهاي مورد نظر انجام شد.
آزمون سختي ميكروسكوپي با استفاده از دستگاه مدلDuramin محصول شركتStruers تحت نيروي اعمال
200 گـرم روي فلـز جـوش و ناحيـه HAZ (بـه صـورت طولي) انجام گرفت. آزمون ك شش مفتـول نيـز بـر اسـاس اس تاندارد EN10002 ب ا دس تگاه مـدل Lx محـصول شركتInstron با سـرعت كـششmm

1 انجـام گرديـد.
minگفتني است كه جهت افزايش دقت نتايج آزمونها، سختيسنجي دستكم در 3 نقطه گوناگون و آزمون كـشش روي2 نمون ه انج ام گرف ت كـه مي انگين نت ايج آنه ا معي ار آزمونهاي مربوطه قرار گرفتند. آزمون مقاومت الكتريكـينيــز بــه روش چهــار نقطــه اي بــر اســاس اســتاندارد
ASTM B70 در دمــاي محــيط بــا دســتگاه مــدل GOM-802 محصول شركتGwinstek براي هر يـك
از نمونه ها انجام شد.

نتايج و بحث ريزساختار فلز پايه
شكل 1 ريزساختار ميكروسـكوپ الكترونـي (SEM ) فلز پايه را در شرايط تصوير برداري به روش الكترون ثانويهنشان ميدهد. همـان گونـه كـه از شـكل مـشخص اسـت، ريزساختار فلز پايه از دانههاي آستنيت با ميانگين قطـر 8 ميكرومتر تشكيل شده است. همچنـين ، در ريزسـاختار 2 نوع ذرات رسوبي مشاهده مـي شـود، نتـايج آزمـونEDS مشخص مي كند كه ذرات بزرگتر با ميـانگين انـدازه 5/3 ميكرومتر( بدست آمده از ميـانگين انـدازه گيـري10 ذره) غني از عنصر تيتانيم (و كربن ) بوده و ذرات كوچـكتـر بـاميانگين اندازه 5/1 ميكرومتـر (بدسـت آمـده از ميـانگين انــدازه گيــري10 ذره) غنــي از عنــصر كــرو م (و كــربن) ميباشند. جدول3 آناليز EDS از ذرات ياد شـده را ارايـهمي دهد . همانگونه كه از جدول 3 مشخص است، با توجهبه درصد اتمي عناصر تشكيل دهنده مشخص مي شود كهذرات بزرگتر (غني از عناصـر تيتـانيم و كـربن)، كاربيـد TiC و ذرات كوچكتر (غني از عناصـر كـروم و كـربن)، كاربيد 6Cr23C مي باشند.

فلز جوش
شكل 2 ريز ساختار ميكروسكوپي نوري مرز ذوب را در نمونههاي جوشكاري شده با شـدت جريـان 9 آمپـر در دوحالت غير پالسي و پالسي نشان ميدهد. همانگونه كـه ازشكل 2 الف و ب مشخص است، انجماد در هر دو حالت بهصورت صفحهاي شروع شده است و پس از كـاهش شـيبدمايي (G) و افزايش تدريجي سرعت رشد (R) (كـاهشG

) انجماد به صورت سلولي و دندريتي ادامه يافته اسـتR
و در مركز حوضچه به صورت ساختار مستقل تبديل شـدهاست. گفتني است كه ساختار فلز جوش تمامي نمونهها از نوع دانه هاي كروي هم محور بودند.
جـدول 4 عـرض منـاطق رشـد صـفحه اي، سـلولي و دندريتي در مرز ذوب را براي نمونه هاي گوناگون ارايه مـيدهد. همانگونه كه از جدول 4 مشخص است، بـا افـزايششدت جريـان جوشـكاري( از 9 بـه 11 آمپـر) در هـر دوشرايط جوشكاري غير پالسي و پالسي، عرض مناطق رشـدصفحه اي، سلولي و دندريتي افزايش يافته است كه علـتآن ناشي از افزايش حرارت ورودي جوشـكاري بـا افـزايششدت جريان جوشكاري ميباشد. افـزايش حـرارت وروديجوشكاري باعث افـزايش شـيب حرارتـي مـذاب حوضـچهميگردد كه بدين ترتيب شرايط براي رشد بيشتر مناطقياد شده فراهم مـيشـود [14 و 15]. هـم چنـين بررسـيجـدول 4 مـشخص مـ يكنـد كـه در يـك شـدت جريـان جوشكاري ثابت، استفاده از جوشكاري پالسي باعث كاهشع رض من اطق رش د ص فحه اي، س لولي و دن دريتيميگردد( مقايسه شكلهـاي 2 الـف و ب) كـه علـت آنناشي از تلاطم جزئـي ايجـاد شـده در اثـر جوشـكاري بـا جريان پالسي ميباشد. اين تلاطم باعث ميگردد تا امكـانرشد مناطق صـفحه اي، سـلولي و دنـدريتي كـاهش يابـد[15].
جدول 5 نتايج آزمون متالوگرافي فلز جوش نمونههاي گوناگون را ارايه ميدهد. شكل 3 ارتباط بين ميانگين قطردانههاي فلز جوش نمونههاي گوناگون را بر حـسب شـدت جريان جوشكاري در شرايط غيـر پالـسي و پالـسي نـشانميدهد. همانگونـه كـه از جـدول 5 و شـكل 3 مـشخصاست با افزايش شدت جريان جوشكاري (از 9 به 11 آمپر ) در هر دو شرايط جوشكاري غير پالسي و پالـسي ميـانگين قطر دانهها افزايش يافته است، به گونهاي كـه بـيش تـرين ميانگين قطر دانهها (35 ميكرومتر ) فلز جوش، مربوط بـهنمونه جوشكاري شده با شدت جريان 11 آمپر در شـرايطغير پالسي ميباشد. علـت ايـن امـر ناشـي ازارتبـاط بـين(افزايش) زمان انجمـاد فلـز جـوش و( افـزايش ) حـرارتورودي جوشكاري مـيباشـد [15 و 19]. بررسـي شـكل 3 همچنين، مـشخص مـي كنـ د كـه در يـك شـدت جريـانجوشكاري ثابت، استفاده از جوشكاري پالسي باعث كاهشميانگين قطر دانههاي فلز جوش (كمتـرين ميـانگين قطـردانهها 15 ميكرومتـر) مـيگـردد كـه علـت آن ناشـي ازافزايش تعداد جوانهها در اثر تلاطم مذاب ميباشد [9، 10 و11].
جدول 5 هم چنين، درصد حجمـي و ميـانگين انـدازه

كاربيدهاي 6Cr23C و كاربيدهايTiC در ريزساختار فلز جوش نمونههاي گوناگون را ارايه ميدهد. همانگونه كه ازجــدول 5 مــشخص اســت، درصــد حجمــي كاربيــدهاي6Cr23C و كاربيــ ـدهاي TiC در شــ رايط گونــ اگون جوشكاري تفاوتي با يكديگر و همچنين، با فلز پايه ندارنـدكه نشان دهنده نبود تغييـر در تركيـب شـيميايي ( عـدمسوختن عناصر ) فلز جوش مي باشـد. در مقابـل ميـانگين اندازه كاربيـدهاي 6Cr23C وTiC در شـرايط گونـاگون جوشكاري با يكديگر متفاوت هـستند. شـكل 4 الـف و بارتباط بين ميانگين اندازه كاربيدهاي 6Cr23C و TiC را بر حسب شدت جريان جوشـكاري در شـرايط جوشـكاريغير پالسي و پالسي نشان ميدهد. همانگونه كه از جدول5 و شكل 4 الف و ب مـشخص اسـت، بـا افـزايش شـدتجريان جوشـكاري (از 9 بـه 11 آمپـر) در هـر دو شـرايطجوشكاري غير پالسي و پالسي ميانگين اندازه كاربيـدهاي6Cr23C و TiC افــزايش مــي يابــد، بــه گونــه اي كــه ب يشتـرين مي انگين انـدازه كاربي دهاي 6Cr23C (5/3 ميكرومتر) و كاربيـدهايTiC (5/5 ميكرومتـر) ( بدسـتآمده از ميانگين اندازه گيري 10 عدد كاربيـد) مربـوط بـهفلز جوش نمونه جوشكاري شده با شدت جريان 11 آمپـردر شرايط غير پالسي ميباشد. علت افزايش ميانگين اندازهكاربيــدهاي 6Cr23C و TiC در فلــز جــوش ناشــي ازافزايش زمان انجماد حوضـچه مـذاب بـا افـزايش حـرارتورودي جوشكاري (افزايش شدت جريان جوشكاري) است كه شرايط را براي ادغام كاربيدهاي تشكيل شده در مذابفراهم نموده است. از سوي ديگر، بررسي جدول 5 و شكل4 الف و ب مشخص مـيكنـ د كـه در يـك شـدت جريـانجوشكاري ثابت، استفاده از جوشكاري پالسي باعث كاهشاندازه ميانگين كاربيدهاي 6Cr23C وTiC در فلز جوشمي گردد.
شكل 5 تصوير ميكروسكوپي نوري از اندازه كاربيدهاي6Cr23C وTiC موجود در فلز جوش نمونه جوشـكاريشده با شدت جريان 9 آمپر را به صورت مقايسه اي در دوشرايط غير پالسي و پالسي نشان ميدهد. همانگونه كه ازشكل مشخص است، اندازه كاربيـدهاي 6Cr23C وTiC در فلز جـوش نمونـه جوشـكاري شـده بـا جريـان پالـسيكوچكتر از نمونه جوشكاري شده بـا جريـان غيـر پالـسيمي باشد.

منطقه تحت تأثير حرارت (HAZ)
شكل 6 تصوير ميكروسـكوپي نـوري انـدازه دانـههـايمنطقهHAZ نمونه جوشكاري شده با شـدت جريـان 10 آمپر را در شرايط غير پالسي نشان ميدهد. همانگونه كـهاز شكل 6 مشخص است، منطقهHAZ از 2 ناحيـه دانـهدرشت و دانه ريز با دانه هاي كروي شكل( بـه همـراهدوقلويي آنيل) تشكيل شده است. علـت وجـود دو ناحيـهدانه درشت و دانه ريز در منطقهHAZ ناشي از تفاوت دردماي بيشينه و نقش كاربيدها در ريزساختار مـي باشـد [9 و14]. در مناطق نزديك مـرز ذوب بـه علـت بـالاتر بـودندماي منطقهHAZ فرصت كافي براي ادغام دانههـا از راه رشد آنها مهيا ميباشد. بدين ترتيب منطقه دانه درشت درنزديك مرز ذوب تشكيل ميگردد. در مناطق دورتر از مرزذوب به علت وجود دماي بيشينه پايين تـر شـرايط بـرايرشد و حركت مرزدانهها بـه راحتـي امكـان پـذير نبـوده ووجود كاربيدها مانع رشد مرزهاي دانه مي شود [14 و 15] كه بدين ترتيب منطقه دانه ريز تشكيل ميشود.
جدول 6 جزئيات ريزساختار منطقهHAZ نمونههـاي
گونـاگون را ارايـه مـي دهـد . همـان گونـه كـه از جـدول 6 مـشخص اسـت، عـرض ناحيـه دانـه درشـت و دانـه ريـز نمونههاي جوشكاري شده با يكديگر متفـاوت هـستند. بـهگونهاي كه با افزايش شدت جريان جوشكاري ( از 9 به 11 آمپر) در هر دو شرايط جوشـكاري غيـر پالـسي و پالـسيعرض ناحيه دانـه درشـت و دانـه ريـز افـزايش مـييابـد .
بيشترين عرض ناحيه دانـه درشـت (250 ميكرومتـر) و دانه ريز( 80 ميكرومتر )، مربوط به نمونه جوشكاري شدهبا شدت جريان 11 آمپر در شرايط غير پالـسي مـيباشـد .
علت اين امر ناشي از ارتباط بين حرارت ورودي جوشكاريو عرض ناحيهHAZ ميباشد. از آنجـايي كـه بـا افـزايشحرارت ورودي جوشكاري زمـان بـيشتـري بـراي خـروجحرارت فراهم ميشود، لذا عمـق نفـوذ حرارتـي افـزايش وبدين ترتيب عرض ناحيـههـاي گونـاگون HAZ افـزايشمي يابد [9 و14]. از سوي ديگر، با مقايسه نتايج جدول 6 مشخص ميگردد كـه در يـك شـدت جريـان جوشـكاريثابت، عرض ناحيههاي دانه درشت و دانـه ريـز در شـرايطجوشكاري پالسي كمتر از جوشكاري غير پالسي اسـت. بـهگون ه اي ك ه كمت رين ع رض ناحي ه دان ه درش ت (10 ميكرومتر) و دانه ريز (50 ميكرومتر) مربـوط بـه نمونـهجوشكاري شده با شدت جريان 9 آمپر در شـرايط پالـسيميباشـد . علـت ايـن امـر ناشـي از حـرارت ورودي كمتـرجوشكاري پالسي است. از آنجايي كه در جوشكاري پالسيشدت جريان بيشينه وكمينه وجود دارد (جـدول 2 ) لـذا ، حـرارت ورودي جوشـكاري بـه صـورت ميـانگين حـرارت ورودي ناشـي از شـدت جريـان بيـشينه وكمينـه تعريـف مي شود. اين موضوع باعث ميگـردد كـه ميـانگين مقـدارحرارت ورودي جوشكاري پالسي كمتر از جوشـكاري غيـرپالسي باشد [14 و 16] در نتيجه ، عمـق نفـوذ حـرارت درمنطقهHAZ در جوشكاري پالـسي كمتـر از جوشـكاريغير پالسي است كه اين موضـوع در نتـايج ارايـه شـده درجدول 6 به خوبي مشخص است.
شكل 7 الف و ب ارتباط بين ميانگين قطـر دانـههـايناحيه دانه درشت و دانه ريز را با شدت جريان جوشـكارينـشان مـي دهـد. همـانگونـه كـه از شـكل 7 و جـدول 6 مشخص است ، با افزايش شدت جريان جوشكاري( از 9 به11 آمپـر ) در شـرايط جوشـكاري غيـر پالـسي و پالـسي ميانگين قطر دانههاي ناحيه دانه درشت و دانه ريز افزايشمييابد، به گونه اي كه بيشترين ميانگين قطر دانـه هـا د ر ناحيه دانه درشت (50 ميكرومتر) و در ناحيه دانه ريز (8 ميكرومتر) مربوط بـه نمونـه جوشـكاري شـده بـا شـدتجريان 11 آمپر در شرايط غير پالسي است. علت ايـن امـرناشي از اثر افزايش حرارت ورودي جوشكاري ميباشـد . از آنجايي كه افزايش حرارت ورودي جوشكاري باعث افزايشدماي منطقه HAZ مي شود، لذا، دانه ها در ناحيههاي دانه درشت و دانه ريز زمان بيشتري براي رشـد و ادغـام مـرز دانههاي خود دارند [9]. لذا ، اين امر باعث ميگردد كه بـاافزايش شدت جريان جوشكاري و افزايش حـرارت وروديجوشكاري ميانگين قطر دانـههـا در ناحيـههـاي گونـاگون HAZ اف زايش يابد . از سوي ديگر ، مقايـسه شـكلهـاي 7الف و ب و همچنين، نتايج جدول 6 مشخص ميكنـ د كـهدر يـك شـدت جريـان جوشـكاري ثابـت ميـانگين قطـر دانههاي ناحيه دانه درشت و دانه ريز در شرايط جوشكاريپالسي كمتر از جوشكاري غير پالسي است، به گونه اي كهكمترين ميانگين قطر دانه ها در ناحيـه دانـه درشـت (25 ميكرومتـر) و دانـه ريـز (5 ميكرومتـر) مربـوط بـه نمونـه جوش كاري ش ده ب ا ش دت جري ان 9 آمپ ر در ش رايط جوشكاري پالسي ميباشد. علت ايـن امـر ناشـي از پـايينبودن ميانگين حرارت ورودي جوشكاري پالسي نسبت بـهغير پالسي است كه باعث ميشود كه در يك شدت جريانثابـت جوشـكاري ناحيـه هـاي گونـاگون HAZ در نمونـه جوشكاري پالسي از دماي بيشينه پا يينتـر و زمـان كمتـربراي رشد دانهها در ناحيههاي گونـاگون برخـوردار باشـند[14 و 16] لذا، ميانگين قطر دانه هاي ناحيه هـاي گونـاگون HAZ در نمونههـاي جوشـكاري شـده پالـسي بـا شـدتجريانهاي برابر كمتر از نمونههاي جوشـكاري شـده غيـرپالسي ميباشد.
جــدول 6 هــمچنــين، انــدازه ميــانگين كاربيــدهاي
6Cr23C وTiC را در دو ناحيه دانه درشـت و دانـه ريـزبراي نمونههاي گوناگون ارايه ميدهـد . همـان گونـه كـه ازج دول 6 مــشخص اســت، ميــانگين انــدازه كاربيــدهاي 6Cr23C وTiC در شرايط گونـاگون جوشـكاري تغييـرنموده اند . بررسي جدول 6 مشخص ميكند كه با افـزايششدت جريان جوشكاري از 9 به 11 آمپر در هر دو شرايطجوشكاري غير پالسي و پالسي اندازه كاربيـدهاي 6Cr23C وTiC در هر دو ناحيه دانه درشـت و دانـه ريـز افـزايشيافتـه انـد، بـه گونـه اي كـه بـيشتـرين ميـانگين انـدازه كاربيـــدهاي 6Cr23C در ناحيـــه دانـــه درشـــت (5/4 ميكرومت ر) و كاربي دهاي تيت انيم TiC ( 5 ميكرومت ر ) مربوط به منطقهHAZ نمونه جوشكاري شـده بـا شـدتجريان 11 آمپر در شرايط غير پالسي ميباشد. بيشتـرين ميانگين اندازه كاربيدهاي 6Cr23C (3 /2 ميكرومتـر) و كاربي دهاي TiC (4/4 ميكرومت ر ) در ناحي ه دان ه ري ز مربوط به همين نمونه ميباشد. بنظر مي رسـد علـت ايـنامر ناشي از زمـان نـسبي خـروج حـرارت طـولاني تـر، درشدت جريانهاي بالاتر و فرصت كافي براي ادغام كاربيدهادر يكديگر اسـت [9]. از سـوي ديگـر، بررسـي جـدول 6 مشخص مي كند كه در يك شدت جريان ثابت جوشكاري،ميانگين انـدازه كاربيـدهاي 6Cr23C وTiC در شـرايط جوشكاري پالسي كمتر از غير پالسي است، به گونه اي كهكمترين انـدازه كاربيـدهاي 6Cr23C (7/1 ميكرومتـر) و كاربيــدهاي TiC (7/3 ميكرومتــر ) مربــوط بــه نمونــه
جوش كاري ش ده ب ا ش دت جريـان 9 آمپ ر در ش رايط جوشكاري شده پالسي ميباشد. در همين نمونه در ناحيـهدانه ريز كمترين ميانگين اندازه كاربيدهاي 6Cr23C (6/1 ميكرومتـــر ) و كاربيـــدهاي TiC (6/3 ميكرومتـــر ) در مقايسه با ساير نمونـههـا بدسـت آمـده اسـت. علـت ايـنموض وع ني ز ب ه كمت ر ب ودن مي انگين ح رارت ورودي جوشكاري پالسي نسبت به غير پالسي مرتبط ميباشد كـهباعث ميگردد زمان نسبي خروج حرارت در حالت پالـسيكمتر از حالت غير پالسي باشد [16] . لـذا ، فرصـت كـافيبراي ادغام كاربيـدهاي موجـود در ريزسـاختار در شـرايطپالسي كمتـر از غيـر پالـسي بـوده كـه نتيجـه آن، انـدازهكوچكتر كاربيدها در ريزساختار ناحيههاي دانه درشـت ودانه ريز نمونه هاي پالسي بوده است.

ويژگي هاي مكانيكي و مقاومت الكتريكي ويژگي هاي مكانيكي(كشش و سختي)
جدول 7 نتـايج آزمـون كـشش و سـختي نمونـههـايگوناگون را ارايـه مـي دهـد. همـان گونـه كـه از جـدول 7 مشخص است ، محـل شكـست آزمـون كـشش در تمـامي نمونه ها، فلز جوش ميباشد. اين موضوع مشخص مي كنـ د كه استحكام كششي اتصال كمتر از فلز پايه بوده است، بـهگونه اي كه در شرايط جوشكاري غير پالـسي بـين 20 تـا30 درصد و در شرايط جوشكاري پالـسي بـين 18 تـا 27 درصد استحكام كششي اتصال كمتر از فلز پايه بوده است.
شكل 8 الف و ب ارتباط بين استحكام كشـشي و سـختيفلز جوش نمونههاي گوناگون را بر حـسب شـدت جريـانجوشكاري در شرايط غير پالسي و پالسي نشان مـيدهـد .
همانگونه كه از جـدول 7 و شـكل 8 الـف و ب مـشخصاست، با افزايش شدت جريان جوشكاري از 9 به 11 آمپـردر هر دو شرايط جوشكاري غير پالسي و پالسي اسـتحكامكششي و سختي فلز جوش كاهش نسبي يافته اسـت، بـهگونه اي كـه كمتـرين اسـتحكام كشـشي (MPa 530) وســختي (173 ويكــرز ) مربــوط بــه فلــز جــوش نمونــهجوشكاري شده با شدت جريان 11 آمپـر در شـرايط غيـر
پالـسي مـي باشـد. علـت ايـن امـر مـرتبط بـا ريزسـاختار ميكروسكوپي فلز جوش است. همانگونه كه پيشتر بيـان شد( جـدول 5)، بـا افـزايش شـدت جريـان جوشـكاري،ميــانگين قطــر دانــه هــا و ميــانگين انــدازه كاربيــدهاي6Cr23C وTiC در هر دو شرايط جوشـكاري پالـسي و
غير پالسي افزايش مييابند. لذا، بر اساس رابطه هال- پچ [9]، با افزايش ميانگين اندازه قطر دانهها و اندازه رسـوبات
(كاربيدي) استحكام كشـشي و سـختي كـاهش مـييابـد .
بررسي جدول 7 و شكل 8 الف و ب مشخص ميكنـ د كـهدر يــك شــدت جريــان جوشــكاري ثابــت، اســتفاده ازجوشكاري پالسي باعث افزايش استحكام كششي و سختيفلز جوش شده است. علت ايـن امـر ناشـي از دانـه بنـديريزتر و اندازه كوچكتـر كاربيـدهاي 6Cr23C وTiC درنمونههاي جوشكاري شده در شرايط پالسي مـيباشـد كـهباعث افزايش استحكام كششي و سختي فلز جوش گرديدهاست. از آنجايي كه كمترين ميانگين قطر دانه ها و ميانگين ان دازه كاربي دهاي 6Cr23C و TiC مرب وط بـه نمون ه جوشكاري شـده بـا كمتـرين شـدت جريـان (9 آمپـر ) در شرايط پالسي است( جدول 5 )، لذا ، مشاهده ميشود كـهبيشترين استحكام كششي و سختي فلز جوش ( به ترتيب MPa 610 و 185 ويكرز ) مربوط به اين نمونه ميباشد.
جدول 7 ، سختي ناحيههاي دانه درشـت و دانـه ريـزمنطقهHAZ را ارايه ميدهد. شـكل 9 الـف و ب ارتبـاطبين سختي ناحيههاي دانه درشت و دانه ريـز را بـا شـدتجريان جوشكاري در دو شرايط جوشـكاري غيـر پالـسي وپالسي، نشان ميدهد. همانگونه كه از جدول 7 و شكل 9 مشخص است ، با افزايش شدت جريان جوشـكاري در هـردو شرايط جوشكاري غير پالسي و پالـسي سـختي ناحيـهدانه درشت و دانه ريز كاهش مييابد. علت اين امر ناشي از ارتباط بين ميانگين اندازه قطر دانـههـا و ميـانگين انـدازهكاربيدهاي 6Cr23C و TiC با حرارت ورودي جوشكاري (شدت جريان جوشكاري) و سختي ميباشد. از آنجايي كهبـيشتـرين ميـانگين قطـر دانـه هـا و انـدازه كاربيـدهاي 6Cr23C وTiC در هر دو ناحيه دانه درشت و دانه ريـز،مربوط به نمونه جوشكاري شده با شدت جريـان 11 آمپـردر شرايط غير پالـسي اسـت( جـدول 6 )، لـذا، مـشاهدهميشود كه كمرين سختي در اين دو ناحيه( دانه درشـت= 167 ويكرز و دانه ريز= 175 ويكرز ) مربوط بـه همـيننمونه است. بررسي شكل 9 مشخص ميكنـ د كـه در يـكشدت جريان جوشكاري ثابت، استفاده از جوشكاري پالسيباعث كاهش مقادير سختي ناحيههاي دانه درشـت و دانـهريز ميگردد. علت اين امر نيـز بـا وضـعيت دانـه بنـدي وانــدازه كاربيــدهاي ايــن نــواحي بــا حــرارت ورودي درجوشكاري پالسي مرتبط است( كه پيشتـر توضـيح دادهشده است ). لذا ، مشاهده ميگردد كه بيشترين سختي دراين دو ناحيه( دانه درشت= 181 ويكرز و دانه ريز= 188 ويكرز) به نمونه جوشكاري شده با شدت جريـان 9 آمپـردر شرايط پالسي مربـوط اسـت . از سـوي ديگـر، مقايـسهشكلهاي 9 الف و ب مشخص ميكند كه در يـك شـدتجريان جوشكاري ثابـت در هـر دو شـرايط غيـر پالـسي وپالسي اصولاً سختي در ناحيه دانه درشت كمتر از سـختيدر ناحيه دانه ريز است. علت اين موضوع ناشـي از تفـاوتدر دانه بندي و اندازه رسوبات كاربيدي موجود در ايـن دوناحيه است( جدول 6 ). ناحيههاي دانه ريز به علت اندازهكوچكتر دانهها و رسوبات كاربيدي بر اساس رابطه هال-پچ از سختي بالاتري نسبت به ناحيه دانه درشت برخوردارند.

مقاومت الكتريكي
ج دول 7 مقاوم ت الكتريك ي ( ات صال) فل ز ج وش نمونههاي گوناگون را ارايه مي دهد. شكل 10 ارتبـاط بـينمقاومت الكت ريكي با شدت جريان جوشكاري را در شـرايطغير پالسي و پالسي نـشان مـيدهـد . بررسـي جـدول 7 وشكل 10 مشخص ميكند كه مقاومـت الكتريكـي اتـصالرفتاري نامتعارف از خود نشان داده است. به گونـه اي كـهبــيشتــرين مقاومــت الكتريكــي (mΩ9/3) در شــرايط جوش كاري غي ر پال سي مرب وط ب ه فل ز ج وش نمون هجوشكاري شده با شدت جريان 9 آمپـر اسـت . در همـينشـرايط جوشـكاري ( جوشـكاري غيـر پالـسي ) مقاومـت الكتريكي نمونه جوشكاري شده با شدت جريان 10 آمپـر،mΩ6/3 و نمونه جوشكاري شده با شدت جريان 11 آمپر،mΩ8/3 بدســت آمــده اســت . ايــن رفتــار نامتعــارف درنمونههاي جوشكاري شده در شرايط پالسي نيـز مـشاهدهميشود به گونه اي كه مقاومت الكتريكي نمونه جوشكاريشده با شدت جريـان 9 آمپـر در شـرايط پالـسي برابـر بـاmΩ4 ميباشد و مقاومت الكتريكي نمونه جوشكاري شدهبا شدت جريان 10 آمپر،mΩ 5/3 و نمونه جوشكاري شدهبا شدت جريان 11 آمپرmΩ 9/3 بدسـت آمـده اسـت. از آنجايي كه مناسـبتـرين مقاومـت الكتريكـي مربـوط بـه اتصالي است كه كمترين اختلاف را با فلز پايه ( mΩ4/3 ) داشـته باشـد [1 و2]، لـذا، مناسـبتـرين اتـصال از نظـر مقاومت الكتريكي مربوط به نمونه جوشكاري شده با شدتجريان 10 آمپر در شرايط پالسي ميباشد.
تغييرات مقاومت الكتريكي را ميتوان با ميانگين قطـردانهها و چگونگي رسوب كاربيدها در ريزساختار و مـرتبطدانست [3 و 17و 18]. در نمونههاي جوشكاري با شدت جريان 9 آمپر كوچكتر بودن انـدازه دانـههـا (جـدول 6) باعث افزايش مرزدانهها ميشود. از آنجايي كه مرزدانهها بهعنوان موانع در مسير هدايت الكتريكـي بـشمار مـي رونـد [3]، لذا، مشاهده مي گردد كه بيشترين مقاومت الكتريكي مربوط به نمونههاي جوشكاري شـده بـا شـدت جريـان 9 آمپر در هر دو شـرايط جوشـكاري غيـر پالـسي و پالـسيميباشد. به نظر مي رسد كه علـت بـالاتر بـودن مقاومـتالكتريكي در نمونههاي جوشكاري با شدت جريان 11 آمپر نسبت به نمونههاي جوشكاري شده بـا شـدت جريـان 10 آمپـر ناشـي از چگـونگي رسـوب كاربيـدهاي 6Cr23C و TiC در ريزساختار باشد. شكل 11 تـصوير ميكروسـكوپينوري نمونههاي جوشكاري شده با شدت جريـان 10 و 11 آمپر را به صورت مقايسه اي در شرايط غير پالـسي نـشانميدهد. همانگونه كه از شكل مـشخص اسـت، در نمونـهجوشكاري شده با شدت جريان 11 آمپر كاربيدهاي كـرومو تيتانيم به صورت تقريباً شبه پيوسته در مرزدانههـا قـرارگرفتهاند، ولي در نمونه جوشكاري شده بـا شـدت جريـان10 آمپر كاربيدهاي كروم و تيتانيم به صورت ناپيوسته درمرزدانهها قـرار دارنـد. از آنجـايي كـه ايجـاد شـبكه شـبهپيوسته كاربيدها (يا رسوبات ) ميتوانند به عنوان سدي دربرابر هدايت الكتريكي باشند [3 و 17 و 18]، لذا ، مـشاهدهميشود كه مقاومت الكتريكي نمونههاي جوشكاري شده باشدت جريان 11 آمپر در هـر دو شـرايط جوشـكاري غيـرپالسي و پالسي بيشتر از نمونههـاي جوشـكاري شـده بـاشدت جريان 10 آمپر است.

نتيجه گيري
در اين پژوهش اثر شدت جريان جوشكاري در شـرايطغيــر پالــسي و پالــسي بــر ريزســاختار، ويژگــيهــاي مكـانيكي(كـشش و سـختي) و مقاومـت الكتريكـي آليـاژ 80Ni-20Cr مورد بررسي قرار گرفته و نتايج زير بدست آمد:
ريز ساختار انجمادي تمامي نمونه ها از دانههاي هم مح ور ك روي و در م رز ذوب از س ه منطق ه ( باري ك ) انجمادي صفحه اي، سلولي و دندريتي تشكيل شده بودند.
با افزايش شدت جريان جوشكاري در شرايط غير پالـسي وپالسي، عرض مناطق رشد صـفحه اي، سـلولي و دنـدريتيافزايش يافتند.
با افزايش شدت جريان جوشكاري در شـرايط غيـرپالسي و پالسي ميـانگين قطـر دانـه هـا، ميـانگين انـدازهكاربيدهاي 6Cr23C وTiC فلز جوش افزايش يافتند. در يك شدت جريان جوشكاري ثابت ميانگين اندازههاي يـادشده در شـرايط پالـسي كمتـر از جوشـكاري غيـر پالـسيبدست آمد.
منطقهHAZ تمامي نمونـههـا از دو ناحيـه دانـهدرشت و دانه ريز تشكيل شده بودنـد. در ايـن منطقـه بـاافزايش شدت جريان جوشكاري در شـرايط غيـر پالـسي وپالسي ميانگين قطـر دانـه هـا، ميـانگين انـدازه كاربيـدها( 6Cr23C وTiC ) و هم چنين، عرض ناحيههـا افـزايشيافتند.
با افزايش شدت جريان جوشكاري در شـرايط غيـرپالسي و پالسي اسـتحكام كشـشي و سـختي فلـز جـوش،سختي ناحيههاي دانه درشت و دانه ريز (منطقـهHAZ ) كاهش يافتنـد. در يـك شـدت جريـان جوشـكاري ثابـتمقادير استحكام كششي و سختي فلز جوش و ناحيـههـايگوناگون HAZ در شرايط جوشـكاري پالـسي بـيشتـر ازجوشكاري غير پالسي بدست آمد.
مقاومت الكتريكي فلز جوش نمونـههـاي گونـاگون تابعي از ميانگين قطر دانهها و چگونگي رسـوب كاربيـدهادر مرزدانههـا بودنـد و مناسـبتـرين مقاومـت الكتريكـي
جوش و بازرسي ، 1388، تهران.
A. Halvaee , R. Pahlavan , H. Moghareh ” Effect of Resistance Welding Parameters on Metallurgical Structure of
Heating Element Alloys ” IIW International Congress on Welding and
Joining , Iran, 2009.
A. Afkhami, A. Halvaee ” Study on Weldability of Ni-Cr Alloys by TIG Welding Process ” International Congress on Advances in Welding Science and Technology for Construction Energy and Ttransportation System (AWS-2011), Antalya , Turkey, 2011.
S. Kou ” Welding Metallurgy ” 2nd Edition , A John Willey and Sons , INC Publication , pp 199-215, 2003.
C. V. Robino , J. R. Michael, M. J. Cieslak ” Solidification and Welding Metallurgy of Thermo Alloys ” Science and Technology of Welding and Joining , 2 , 5 , pp 220-230, 1997.
P. Praveen , P.K.D.V. Yarlagadda , M.
J. Kang ” Advancements in Pulse Welding ” Journal of Materials Processing Technology , 164 , pp 1113-1119, 2005.
S. Vinyak , H. P. Vyas , V. D. Vankar ” Microstructure and Electrical
Characteristics of Ni-Cr-Thin Films ” Thin Solid Films , 515 , 18 , pp 7109-7116, 2007.
S. Riken ” Heating Materials ” Pyromax Co Handbook , , pp1-20,2008.

تشكر و قدرداني
اين پژوهش با حمايتهاي مـالي معاونـت پژوهـشي وفناوري دانشگاه آزاد اسلامي واحد كرج انجام شـده اسـتكه از مسئولان محترم تشكر و قدرداني ميگردد. (كمترين اختلاف با فلز پايه) مربوط به نمونـه جوشـكاريشده با شدت جريان 10 آمپر در شرايط پالسي با مقاومـتالكتريكي mΩ5/3 بود.

شكست آلياژ حرارتي 80Ni-20Cr ” دهمين كنفرانس ملي Refrences
پيوستها 1- R.W. Waston” Heating Alloys ” Metal’s Handbook, Vol2 ,ASM , 2005, pp827-836.
R.W.Waston ” Heating Alloys for Electrical Applications “, Kanthal Handbook, pp4-14, 2002.
A. Aql ” Electrical Resistivity in Ni-Cr Alloys ” Materials and Design, 24 , pp 547550, 2003.
R. W. Waston, B.Jonsson, D.V.Cunnigham, C.D. Starr” Electrical Resistance Alloys” Metal’s Handbook , Vol 2 , ASM , pp 822-826, 2005.
W. Bettendge ” Nickel and its Alloys ” Science press , 2nd Edition , pp84-89, 2000 .
S. J. Patel” A Century of Discoveries , Inventors and New Nickel Alloys ” JOM , Sep , pp 18-22, 2006.
E. W. Ross , C.T. Smith ” Nickel Base Alloys ” ASM International, 2nd Edition , , pp 97-133, 2007.
J. N. Dupont , J. C. Lippold , S. Kiser ” Welding Metallurgy and Weldabiliy of Nickel Base Alloys ” John Willry , pp 80-90, 2009.
ح. ثابت ” تكنولوژي و متالورژي جوشكاري” نشر امير،
1376، صفحه 230 تا 232.
J.N. Dupont , R. J. Michael , D. B.
Newbury ” Welding Metallurgy of Alloy HR60 ” Welding Journal , 78 , 12, pp 408-414, 1999. ر. پهلوان، الف. حلوايي و ح، مقاره ” تأثير متغيرهاي -١١ جوش مقاومتي فشاري بر ساختار متالورژيكي و استحكام

جدول 1- تركيب شيميايي (درصد وزني) فلز پايه مورد استفاده در اين پژوهش.
Cr Fe Si Ti Mn C S P Ni
20/21 0/11 0/12 0/26 0/11 0/25 0/01 0/01 باقي مانده

جدول 2- شرايط جوشكاري نمونههاي گوناگون.
نوع فرآيند قوس ميكروپلاسما (MPAW) روش جوشكاري دستي نوع جريان DC قطبيت جريان DCRP نوع الكترود تنگستن + 2 درصد اكسيد توريم شدت جريان (آمپر) 11، 10 و 9 نوع گاز محافظ Ar+ 0.5%H2 قطر الكترود ميليمتر 1 فركانس پالس 500HZ (آمپر) 5/5، 5 و 5/4 =شدت جريان 50% شدت جريان در جريان پايين جدول 3- آناليز EDS از ذرات موجود در ريز ساختارفلز پايه .
درصداتمي فرمول شيميايي عنصر
TiC 56/12 Ti
43/88 C
Cr23C6 77/81 Cr
22/19 C
جدول 4- عرض مناطق رشد صفحه اي، سلولي و دندريتي در مرز ذوب نمونه هاي گوناگون.
شرايط جوشكاري عرض منطقه (μm) شدت جريان (A) وضعيت پالس صفحه اي سلولي دندريتي

بدون پالس 3 4 8
بدون پالس 4 6 10
بدون پالس 5 8 14
پالسي 2 3 6
پالسي 3 5 7
پالسي 4 6 10

جدول 5- نتايج آزمون متالوگرافي فلز جوش نمونه هاي گوناگون.

شرايط جوشكاري ميانگين قطر درصد حجمي كاربيدها اندازه ميانگين كاربيدها (μm)
TiC Cr23C6 TiC Cr23C6 دانه ها

(μm) وضعيت پالس شدت جريان(A)
4
5
5/5
3/8
4/3 4/5 2
2/5
3/5
1/7
2/1
3 3
3
3
3
3
3 2
2
2
2
2
2 20
30
35
15
25
30 بدون پالس بدون پالس بدون پالس پالسي پالسي پالسي 9
10
11 9
10
11
3/5 1/5 3 2 8 فلز پايه
جدول 6- جزئيات ريزساختار منطقه HAZ نمونه هاي گوناگون.

شرايط جوشكاري منطقه دانه درشت منطقه دانه ريز

3810316906

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

2128266316906

شدت عرض قطر ميانگين اندازه ميانگين كاربيدها عرضمنطقه قطر ميانگين اندازه (mميانگينμ ) كاربيدها
(A)جريان وضعيت پالس (μmمنطقه) (mدانه μها) 6μm Cr)23C) دانه ها TiC Cr C
23 6 (μm) (μm) (TiC)

بدون پالس 150 30 8/1 2/4 60 5 7/1 7/3
بدون پالس 200 40 2/2 5/4 70 6 2 4


دیدگاهتان را بنویسید