Abstract
It is a known fact that 2024 aluminium alloy is susceptible to solidification cracking in the weld metal and liquation cracking in the base metal when welded with fusion processes. The main purpose of this study is investigating whether these two types of cracks act independently or are related with each other in terms of initiation and propagation as this can lead to enhancing the understanding of the hot cracking phenomena in these alloys. Laser welding whether continuous or pulsed has promising outlooks for welding heat treatable aluminium alloys. But the fast heating and cooling rates involved in pulsed laser welding give rise to unique successively repeating microstructural features which provides an interesting base for studying the cracks. Thus, the experimentation involved Nd:YAG pulsed laser welding of 2024 aluminium alloy. The observations indicate that liquation cracks in the partially melted zone of wrought base metal have strong association with solidification cracks in the weld metal and accordingly it is proposed that the liquation cracks act as a strong initiation sites for solidification cracks. It is also shown that healing of liquated grain boundaries through backfilling can have a significant role on resistance to liquation cracking in the partially melted zone and that in turn can affect tendency for solidification cracking in the weld metal
چکیده
می دانیم زمانی که آلیاژ آلومینیوم 2024 با فرآیندهای ذوبی جوشکاری می شود، به ترک خوردگی انجمادی در فلز جوش و ترک خوردگی ذوب در در فلز پایه حساس می باشد. هدف اصلی این مقاله بررسی این مطلب است که آیا این رویدادها به صورت مستقل عمل کرده یا شروع و توسعه آن ها به یکدیگر مرتبط می باشد؛ با این کار درک بهتری از پدیده ترک خوردگی گرم در این آلیاژها به وجود می آید. جوشکاری با لیزر، چه به طور پیوسته و چه به طور پالس، عملکرد خوب و نویدبخشی در جوشکاری آلیاژهای آلومینیومی عملیات حرارتی پذیر داشته است. اما نرخ حرارت دهی و سرمایش سریع در جوشکاری لیزری پالس، باعث ایجاد یک ساختار تکراری خاص می شود که برای مطالعه ترک ها بسیار جالب توجه می باشد. بنابراین در این مطالعات از جوشکاری پالس لیزری Nd:YAG برای جوشکاری آلیاژ آلومینیوم 2024 استفاده شده است. مشاهدات نشان داد که ترک های ذوبی در ناحیه فلز نیمه ذوب شده فلز پایه کار شده، ارتباط شدیدی با ترک های انجمادی در فلز جوش دارد؛ از این رو می توان گفت که ترک هی ذوبی به عنوان مناطقی برای شروع ترک های انجمادی عمل می کند. همچنین نشان داده شده است که حرارت دهی مرزدانه های ذوب شده در پشت بند می تواند نقش مهمی در مقاومت در برابر ترک ذوبی در ناحیه فلز نیمه ذوب شده داشته باشد؛ بنابراین می تواند بر تمایل به ترک خوردگی انجمادی در فلز جوش اثرگذار باشد.
1- مقدمه
آلومینیوم 2024 به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا کاربرد گسترده ای در صنایع هوافضا و حمل و نقل دارد؛ اما کاربرد این آلیاژ به خاطر مشکلاتی که در جوشکاری آن به شیوه های ذوبی وجود دارد، محدود شده است. تمامی آلیاژ آلومینیومی به دلیل تشکیل گاز هیدروژن طی انجماد و کاهش مذاب به دلیل پایداری زیاد لایه اکسیدی، مستعد به تخلخل می باشند. در این بین آلیاژ 2024 حساسیت ویزه ای به ترک گرم و نرم شدن دارد. نرم شدن در ناحیه متأثر از حرارت (HAZ) ناشی از بازیابی و احتمال تبلورمجدد و پیرشدن بیش از حد طی سیکل حرارتی جوش می باشد که باعث کاهش استحکام آلیاژهای عملیات حرارتی و کار سرد شده در ناحیه متأثر از حرارت می شود...