Skip to main content
SUPERVISOR
Abdolmajid Eslami,Morteza Shamanian esfahani
عبدالمجيد اسلامي (استاد راهنما) مرتضي شمعانيان اصفهاني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Abdollahi
محمد عبداللهي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Fusion welding of AISI 321 austenitic stainless steel and evaluation of joint properties
In this investigation, AISI 321 austenitic stainless steel joint were evaluated. Taguchi design of experiment were selected for PCGTAW parameter optimization. Welding parameter, pulsed current, based current, frequency and % on time, in 3 level selected. Pulsed current in 120, 140, 160 A levels, based current in 40, 50, 60 A levels, frequency in 2, 5, 7 Hz and % on time in 30, 50 and 70 % levels were choice. Taguchi L 9 orthogonal array used for experimental design. Corrosion resistance were evaluated in 1M H 2 SO 4 solution. For access the best current density of passivation LB characterization used. When experimental done, optimized condition were founds to use the 140 A for pulsed current, 50 A for based current, 5 Hz for frequency and 50% for %on time.by the parameters, current density logarithm were -4.5 A. Variance analysis shows the % on time and based current whit 46 and 36% were the most effective parameters on passivation current density for welding of AISI 321 austenitic stainless steels by PCGTAW. Results shows that the Taguchi method were effective but it’s may be associated with errors. Even of experimental has well mechanical properties. For evaluation of mechanical properties shear punch test done. Tensile strength were calculated by shear punch test result. In optimized condition the shear force peak were 3200N. Therefore, tensile strength was 612 MPa. Fracture surface of shear punch test specimen has two region, the shear deformation region and fracture region.in same heat input, optimized PCGTAW whit CCGTAW results were compared. Passivation current density in both process were similar. Tensile strength and shear force peak were closed. Delta ferrite in weld metal in both process that calculated by Image J were 17%. Results shows that the most effective parameter on AISI 321 austenitic stainless steel joint properties were heat input. Keywords: AISI 321 austenitic stainless steel, PCGTAW, Taguchi, Shear punch test, potansiodynamic polarization test
چکيده در اين پژوهش، خواص اتصال فولاد زنگ نزن آستنيتي 321 از ديدگاه ريزساختاري، مکانيکي و خوردگي بررسي شد. به منظور دستيابي به عامل هاي بهينه فرايند جوشکاري قوسي تنگستن- گاز با جريان ضرباني (PCGTAW) از روش طراحي آزمايش تاگوچي بهره گيري شد. عامل هاي جوشکاري جريان ضربان در سه سطح 140،120 و 160 آمپر، جريان زمينه در سطح هاي 40 ، 50 و 60 آمپر، بسامد 2 ، 5 و 7 هرتز و درصد روشن بودن ضربان 30، 50 و 70 انتخاب شد. از آرايه متعامد 9 L روش تاگوچي براي طراحي آزمايش استفاده شد. مقاومت به خوردگي در محيط 1 مولار 4 SO 2 H توسط آزمون پلاريزاسيون پتانسيوديناميک چرخه اي در دماي اتاق ارزيابي گرديد. به منظور دستيابي به شرايط بهينه چگالي جريان رويين شدن، مشخصه کيفي هر چه کمتر بهتر (Low is Best) آناليز آماري تاگوچي انتخاب شد. شرايط بهينه هنگامي حاصل شد که جريان زمينه و جريان ضربان 50 و 140 آمپر، بسامد 5 هرتز و درصد روشن بودن ضربان 50 بودند. تحت شرايط بهينه لگاريتم چگالي جريان رويين شدن 2 A/cm 5/4- حاصل شد. آناليز واريانس نشان داد که درصد زمان روشن بودن ضربان و جريان زمينه با 46 و 36 درصد تاثير گذارترين عامل ها بر چگالي جريان رويين شدن اتصال فولاد زنگ نزن آستنيتي 321 با فرايند PCGTAW مي باشند. همچنين خواص مکانيکي هر يک از آزمايش ها در محدوده مطلوب قرار داشت. ارزيابي خواص مکانيکي توسط آزمون پانچ برشي انجام شد. در شرايط بهينه بيشينه نيروي برشي N3200 بدست آمد. با استفاده از روابط ارائه شده استحکام برشي به استحکام کششي تبديل شد. استحکام کششي بدست آمده برابر MPa 612 بود. سطح شکست نمونه هاي آزمون پانچ برشي شامل دو ناحيه ي تغيير فرم برشي و ناحيه شکست بود. اطلاعات بدست آمده در شرايط بهينه فرايند PCGTAW با فرايند جوشکاري قوسي تنگستن- گاز با جريان ثابت (CCGTAW) در يک حرارت ورودي يکسان مقايسه شد. نتايج نشان داد که چگالي جريان رويين شدن در هر دو فرايند يکسان است. همچنين استحکام کششي محاسبه شده براي هر يک از فرايندها نزديک به هم بود (MPa 612 و 602). همچنين مقدار فريت دلتاي فلز جوش محاسبه شده براي هر يک از فرايندها با استفاده از نرم افزار Image J تقريبا 17 درصد بود. نتايج نشان داد که مهم ترين عامل تاثير گذار بر خواص اتصال فولاد زنگ نزن آستنيتي 321 حرارت ورودي مي باشد. کلمات کليدي: فولاد زنگ نزن آستنيتي 321، PCGTAW، تاگوچي، آزمون پانچ برشي، آزمون پلاريزاسيون پتانسيو ديناميک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی