چکیده      

ﻗﺎلب­ های  از جنس فولاد 1.2080 که با نام تجاری SPK معروف هستند دارای کربن و کروم بالاتری نسبت به قالب­ های مرسوم است که این موارد باعث بروز مشکلاتی در حین بازسازی به روش جوشکاری و بخصوص ایجاد ترک در جوش می­ شود. بیشتر کاربرد این نوع قالب ­ها در صنایع خودروسازی جهت برش ورق­ ها بکار می­ رود. لبه­ های این قالب ­ها پس از مدتی استفاده از سایز خارج شده و لذا احتیاج به بازسازی به روش جوشکاری دارد. در این تحقیق نتایج جوشکاری با الکترود قلیایی از الکترود روتیلی بهتر بوده است و با توجه به اینکه لبه ­های قالب باید قابلیت برش داشته باشد، بهترین آلیاژ از نوع Fe-Cr-C-W-Mo-V است که جزئیات آن در مقاله آمده است.

روکش الکترود طوری طراحی شده است که در صورت رعایت عملیات حرارتی مناسب، بدون استفاده از الکترود دیگر به عنوان لایه واسط با الکترود جدید می­ توان جوشکاری کرد. از این رو با این الکترود در کارخانه­ های مختلف جوشکاری انجام و مورد تایید قرارگرفته است.­ فلز جوش الکترود طراحی شده از لحاظ آنالیز شیمیایی، سختی، آزمایش فلز با فلز و سایش با مواد معدنی مطابق با استاندارد ASTM، متالوگرافی و تست عملی جوشکاری بررسی و نتایج آن ارائه شده است.

مقدمه

قالب­ها معمولا از جنس فولاد ابزار (tool steel) می­باشند که دارای مقاومت به سایش، سختی بالا و خاصیت برشی خوبی هستند. این فولادها به شش گروه از جمله فولاد های سردکار تقسیم بندی می­شوند که فولاد سردکار نیز خود به 3 گروه:

1 -   ﻓﻮﻻدﻫﺎي ﻛﻢ آﻟﻴﺎژ

2 -   ﻓﻮﻻدﻫﺎي ﻣﺘﻮﺳﻂ آﻟﻴﺎﮋ ﭘﺮﻛﺮﺑﻦ

3-  ﻓﻮﻻدﻫـﺎي ﭘﺮآﻟﻴـﺎژ ﭘﺮﻛﺮﺑﻦ

ﺗﻘﺴﻴﻢ می شود. قالب­ های از جنس SPK که در این تحقیق به آن اشاره شده است از گروه سوم و از نوع پرآلیاژ و پرکربن می­ باشند و با نام D3 نیز معروف است. همچنین در استاندارد DIN  با شماره 1.2080 نام­گذاری شده ­اند. ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺳﺎﻳﺸﻲ ﻋﺎﻟﻲ اﻳﻦ ﻓﻮﻻد ﻧﺎﺷﻲ از ﻛﺮﺑﻦ و ﻛﺮوم ﺑﺎﻻ و ﻧﻴﺰ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺷﻜﻞ ﻧﺎﭘﺬﻳﺮي اﺳﺘﺜﻨﺎﻳﻲ  آن، ﻛﺎرﺑﺮد اﻳـﻦ ﻓـﻮﻻد SPK در ﻗﺎﻟب های ﺳﺮد ﻛﺎر را ﺑﻴﺸﺘﺮ ﻛﺮده اﺳﺖ.

ﺿﻤﻨﺎ  ﺑﻪ  ﺧﺎﻃﺮ  ﻛﺮوم  ﺑﺎﻻﻳﻲ ﻛﻪ  دارﻧﺪ ﺑﻪ اﻛﺴﺎﻳﺶ در دﻣـﺎي ﺑـﺎﻻ ﻣﻘـﺎوم ﻫﺴﺘﻨﺪ  و  ﻧﻴﺰ  ﭘﺲ از ﺳﺨﺖ ﺷﺪن  و ﺻﻴﻘﻞ ﺧﻮردن در ﺑﺮاﺑﺮ زﻧﮓ زدﮔﻲ ﻣﻘﺎوﻣـﺖ ﺧـﻮﺑﻲ دارﻧـﺪ. ﻓﻮﻻدﻫـﺎي SPK داراي آﻧﺎﻟﻴﺰ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ 0.39Mn 0.9Si, 11.7Cr, 1.7C, اﺳﺖ ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ دﻟﻴﻞ ﺟﻮﺷﻜﺎري آن ﭘﻴﭽﻴـﺪه اﺳـﺖ و تمایل به ترک آن زیاد است. ﻟﺬا اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﺑﻪ ﻃﺮاﺣﻲ اﻟﻜﺘﺮود ﻣﺼﺮﻓﻲ و ﭼﮕﻮﻧﮕﻲ ﺑﺎزﺳﺎزي اﻳﻦ ﻗﺎﻟﺐ می پردازد . وﻟﻲ در اﺑﺘﺪا ﺑـﻪ ﺷـﺮاﻳﻂ ﻛـﺎري قالب می ­پردازیم تا در طراحی و ساخت الکترود نگرش مناسبی داشته باشیم.

شرایط عملی قالب برشی SPK

در ﺻﻨﺎﻳﻊ ﺧﻮدروﺳﺎزي ﺑﺨﺸﻲ از ﻗﺎﻟﺒﻬﺎ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻗﺎﻟﺒﻬﺎي ﺑﺮﺷﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺟﻬﺖ ﺑﺮش ﻗﺴﻤﺘﻲ از ورق ﺑﻜﺎر ﻣﻴـﺮود. ﺿﺨﺎﻣﺖ اﻳﻦ ورق ها ﻣﺘﻐﻴﺮ اﺳﺖ. در ﺷﻜﻞ 1 ﻳﻜﻲ از اﻳﻦ ﻗﺎﻟﺒﻬﺎ را ﻣﺸﺎﻫﺪه می کنید. ﺗﻴﻐﻪ ﻫﺎي ﺑﺮﺷﻲ اﻳﻦ ﻗﺎﻟﺒﻬﺎ ﺑﻌـﺪ از ﻣﺪﺗﻲ ﺳﺎﻳﻴﺪه و در ﺑﻌﻀﻲ ﻣﻮاﻗﻊ زﺧﻤﻲ ﻳﺎ ﻟﺐ ﭘﺮ ﻣﻴﺸﻮﻧﺪ. ﻧﻮك ﺗﻴﻐﻪ ﺑـﻪ ﺧـﺎﻃﺮ درﮔﻴـﺮ ﺷـﺪن ﺑـﺎ ورق و وﺟـﻮد اﺻﻄﻜﺎك و در ﻧﻬﺎﻳﺖ ﺑﺮش ﻣﻘﺪاري داغ ﻣﻲﺷﻮد. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻧﻮك ﺗﻴﻐـﻪ ﺑﺎﻳـﺪ از ﻣﻘﺎوﻣـﺖ ﺑـﻪ ﺳـﺎﻳﺶ، ﺳـﺨﺘﻲ ﻻزم، ﺧﺎﺻﻴﺖ ﺑﺮﺷﻲ ﻛﺎﻓﻲ و ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﻪ ﺣﺮارت اﻳﺠﺎد ﺷﺪه ﺑﺮﺧﻮردار ﺑﺎﺷﺪ.

الف) روش تحقیق (تهیه الکترود)

دو ﻧﻮع اﻟﻜﺘﺮود روﺗﻴﻠﻲ و ﻗﻠﻴﺎﻳﻲ که از انواع الکترودهای روکش دار هستند، ﺑﻪ ﻗﻄﺮ mm 3.25 و ﻃﻮل 450mm ﺑـﺎ ﻧﺴـﺒﺖ روﻛـﺶ 2 و 1.6 ﻃﺮاﺣـی و در plant pilot ﻫﺮﻛﺪام ﺑﻪ ﻣﻘﺪار ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪ.

ب) آزﻣﺎﻳﺶ اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺟﻮش

ﺑﺎ اﻟﻜﺘﺮودﻫﺎي ﻓﻮق ﺳﻪ ﻻﻳﻪ ﺟﻮش روي ورق از ﻓﻮﻻدﻫﺎي ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ ﺟﻮﺷﻜﺎري ﺷﺪ. ﺣﺮارت ﺑـﻴﻦ ﻻﻳـﻪ اي ﺣـﺪاﻛﺜﺮ 150 درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد ﺣﻔﻆ ﮔﺮدﻳﺪ. روي ﻻﻳﻪ آﺧﺮ ﺳﻨﮓ زده ﺷﺪه و ﺗﺮﻛﻴـﺐ ﺷـﻴﻤﻴﺎﻳﻲ روي ﻻﻳـﻪ آﺧـﺮ ﺑـﺎ روش XRF و ﻣﻘﺪار ﻛﺮﺑﻦ ﺑﺎ روش ﻛﺮﺑﻦ-ﮔﻮﮔﺮد ﮔﻴﺮي CS اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻧﺘﺎﻳﺞ آزﻣﺎﻳﺶ در ﺟﺪول 1 ﻧﺸـﺎن داده شده است.

ﺟﺪول1 -1ﻧﺘﺎﻳﺞ آﻧﺎﻟﻴﺰ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺳﺨﺘﻲ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﻪ ﺳﺎﻳﺶ ﻓﻠﺰ ﺑﺎ ﻓﻠﺰ و ﻓﻠﺰ ﺑﺎ ﻣﻮاد ﻣﻌﺪﻧﻲ ﻻﻳﻪ ﺳﻮم ﺟﻮش و ﻓﻠﺰ ﭘﺎﻳﻪ

ﻋﻨﺼﺮ ﻣﺎده	C	Mn	Si	Cr	Mo	V	W	ﺳﺨﺘﻲ HRC	ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺳﺎﻳﺸﻲ ﻓﻠﺰ ﺑﺎ ﻓﻠﺰ	ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺳﺎﻳﺸﻲ ﻓﻠﺰ ﺑﺎ ﻣﻮاد ﻣﻌﺪﻧﻲ
ﻻﻳﻪ ﺳﻮم ﺟﻮش	0.5	0.39	0.9	6.5	0.47	0.59	1.31	57	0.285	2.215
SPK	1.7	0.5	0.29	11.7	0.13	0.05	0.04	57	0.0195	-
St37	-	-	-	-	-	-	-	-	-	5.326

ﺟﺪول 2- ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺳﺨﺘﻲ در ﺣﺮارﺗﻬﺎي  ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﻪ ﻣﺪت ﻳﻚ ﺳﺎﻋﺖ در ﻻﻳﻪ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ

دﻣﺎ °C ﻻﻳﻪ	دﻣﺎي ﻣﺤﻴﻂ	550	600	650	700	750
اول	47	45	45	43	40	35
دوم	52	60	59	53	45	37
ﺳﻮم	57	58	60	50	43	35
ﻓﻠﺰ ﭘﺎﻳﻪ 1.2080	57	57	50	42	38	34
HAZ	55	60	48	38	36	34

ج) آزمایش سختی

ﺑﺎ اﻟﻜﺘﺮود ﻓﻮق روي ﻗﻄﻌﻪ اي از ﺟﻨﺲ SPK ﺳﻪ ﻻﻳﻪ ﺟﻮﺷﻜﺎري ﺷﺪ و ﻻﻳﻪ آﺧـﺮ ﺟﻬـﺖ اﻧﺠـﺎم آزﻣـﻮن ﺳـﺨﺘﻲ ﺳﻨﺠﻲ در ﻣﻘﻴﺎس راﻛﻮل C ﺳﻨﮓ زﻧﻲ آﻣﺎده ﮔﺮدﻳﺪ. ﻛﻪ ﻧﺘﺎﻳﺞ آن در ﺟﺪاول 1 و 2 ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺿـﻤﻨﺎ از اﻳﻦ اﻟﻜﺘﺮود 5 ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺟﻮش دﻳﮕﺮ ﺑﺎ ﺷﺮاﻳﻂ ﻓﻮق ﺗﻬﻴﻪ ﮔﺮدﻳﺪ ﻛﻪ ﺑﻌـﺪ از ﻋﻤﻠﻴـﺎت ذﻳـﻞ روي ﻧﻤﻮﻧـﻪ ﻫـﺎ ﻣﻘـﺎدﻳﺮ ﺳﺨﺘﻲ آﻧﻬﺎ اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺷﺪ. ﭘﻨﺞ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺮﻛﺪام در دﻣﺎﻫﺎي ºC 700 ºC, 650 ºC, 600 550ºC, و ºC 750 به مدت یک ساعت قرار گرفت.نتایج این آزمایش برای هر لایه در جدول 2 و شکلف 3ارائه شده است.

د) آزمایش سایش فلز با فلز

ﻧﻤﻮﻧﻪ آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﺎﻳﺶ ﺑﺎ ﺷﺮاﻳﻄﻲ ﻛﻪ در اداﻣﻪ اراﺋﻪ ﻣﻲﺷﻮد ﺗﻬﻴﻪ ﺷﺪ. ﺑﺪﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﻛﻪ از اﻟﻜﺘﺮود ﻣﺬﻛﻮر ﺳـﻪ ﻻﻳـﻪ روي ورق ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ ﺟﻮﺷﻜﺎري ﺷﺪ و ﭘﺲ از ﺳﻨﮓ زﻧﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺳﺎﻳﺸﻲ ﺑﻪ اﺑﻌﺎد Cm 1×2×10 ﺗﻬﻴﻪ ﮔﺮدﻳﺪ. ﺿـﻤﻨﺎ ﻳﻚ ﭘﻴﻦ ﺑﻪ ﻗﻄﺮ 4 ﻣﻴﻠﻲ ﻣﺘﺮ از ﺟﻨﺲ SPK ﺟﻬﺖ آزﻣﺎﻳﺶ آﻣﺎده ﺷـﺪ. ﻧﻤﻮﻧـﻪ ﻗﺒـﻞ و ﺑﻌـﺪ از آزﻣـﺎﻳﺶ ﺑـﺎ دﻗـﺖ 0.0001 ﮔﺮم وزن ﺷﺪ. ﻛﺎﻫﺶ وزن ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻛﻪ در اﺛﺮ ﺳﺎﻳﺶ 2800 دور ﺣﺮﻛﺖ ﭘﻴﻦ ﺑﺎ ﻧﻴﺮوي 10 ﻛﻴﻠﻮﮔﺮﻣﻲ روي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺻﻮرت ﭘﺬﻳﺮﻓﺖ. ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﻌﻴﺎري ﺑﺮاي ﺳﺎﻳﺶ درﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ. ﺟﻬﺖ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻳﻚ ﻧﻤﻮﻧﻪ از ﺟـﻨﺲ SPK تهیه و مطابق روش فوق مورد تست قرار گرفت. نتایج این آزمایش در جدول یک ارائه شده است.

و) آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﺎﻳﺶ ﻓﻠﺰ ﺑﺎ ﻣﻮاد ﻣﻌﺪﻧﻲ

ﻣﻄﺎﺑﻖ اﺳﺘﺎﻧﺪارد G65 ASTM ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي ﺳﺎﻳﺶ ﺗﻬﻴﻪ ﺷﺪ. ﺑﺪﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﻛﻪ از اﻟﻜﺘﺮود ﻓﻮق روي ورق ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ ﺳﻪ ﻻﻳﻪ ﺟﻮﺷﻜﺎري ﺷﺪ و ﭘﺲ از ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺳﻨﮓ زﻧﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺳﺎﻳﺸﻲ ﺑﻪ اﺑﻌـﺎد 8×2.5×2 ﺳـﺎﻧﺘﻴﻤﺘﺮ ﺗﻬﻴـﻪ ﮔﺮدﻳـﺪ. ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﻗﺒﻞ و ﺋﺒﻌﺪ از آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﺎ دﻗﺖ 0.001 ﮔﺮم وزن ﮔﺮدﻳﺪ. زﻣﺎن ﺳﺎﻳﺶ ﻧﻴﻢ ﺳﺎﻋﺖ ﺑﻮد. ﻛﺎﻫﺶ وزن ﻧﻤﻮﻧـﻪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﻌﻴﺎري ﺑﺮاي ﻣﻘﺪار ﺳﺎﻳﺶ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ. ﻧﺘﺎﻳﺞ اﻳﻦ آزﻣﺎﻳﺶ ﻧﻴﺰ در ﺟﺪول 1 اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ.

ز) عملیا ت جوشکاری

اﻟﻜﺘﺮودﻫﺎي ﻣﺬﻛﻮر (روﺗﻴﻠﻲ و ﻗﻠﻴﺎﻳﻲ)اﺑﺘﺪا در ﺷﺮاﻳﻂ آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎﻫﻲ روي ﻗﻄﻌﺎﺗﻲ از ﺟﻨﺲ SPK ﺑﺎ ﭘﻴﺸﮕﺮم ﻫـﺎي 200 و 250 و 300 و 350 درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد ﺟﻮﺷﻜﺎري ﺷـﺪ، ﻛـﻪ در اﻳـﻦ آزﻣﺎﻳﺸـﻬﺎ درز ﺟﻮﺷـﻜﺎري ﺑـﺎ اﻟﻜﺘـﺮود روﺗﻴﻠﻲ در ﺟﻮش ﺗﺮك اﻳﺠﺎد ﺷﺪ وﻟﻲ در ﺟﻮﺷﻜﺎري ﺑﺎ اﻟﻜﺘﺮود ﻗﻠﻴﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﻣﻴـﺰان ﭘﻴﺸـﮕﺮم 350 درﺟـﻪ ﺳـﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد ﺗﺮﻛﻲ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻧﺸﺪ. ﺟﻬﺖ اﻃﻤﻴﻨﺎن ﺑﻴﺸﺘﺮ در ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﻌﺪي ﺟﻮﺷـﻜﺎري روي ﻗﺎﻟﺒﻬـﺎي ﺑﺮﺷـﻲ واﻗﻌـﻲ در ﻛﺎرﺧﺎﻧـﻪ اﻳﺮان ﺧﻮدرو، ﺷﺮﻛﺖ آﺗﺎ ﻣﺎﺷﻴﻦ، و ﺷﺮﻛﺖ روﺋﻴﻦ ﺻﻨﻌﺖ دﻗﻴﻖ ﺑﺎ ﭘﻴﺸﮕﺮم 350 درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ و ﺑـﺪون ﻻﻳﻪ ﻣﻴﺎﻧﻲ اﻧﺠﺎم ﺷﺪ. ﺿﻤﻨﺎ ﺑﻼﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﻌﺪ از ﻫﺮ ﭘﺎس ﺟﻮش ﭼﻜﺶ زﻧﻲ ﺷﺪ. ﺑﺮرﺳﻲ ﻛﻴﻔﻴﺖ ﺟﻮش در ﺑﺨﺶ ﻧﺘﺎﻳﺞ و ﺑﺤﺚ اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻗﻄﻌﺎﺗﻲ ﻛﻪ در  شرکت های فوق جوشکاری شد  در ﺷﻜﻞ ﻫﺎي 1 و 2 ﻧﺸﺎن داده ﺷـﺪه است.

آزﻣﺎﻳﺶ ﻣﺘﺎﻟﻮﮔﺮاﻓﻲ

در اﻳﻦ آزﻣﺎﻳﺶ از ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮپ ﻧﻮري ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﻲ ﻛﻴﻔﻴـﺖ اﺗﺼـﺎل اﻳﺠـﺎد ﺷـﺪه اﺳـﺘﻔﺎده ﺷـﺪ. ﺑـﺎ اﻟﻜﺘﺮود ﻗﻠﻴﺎﻳﻲ 3 ﻻﻳﻪ ﺟﻮش ﺑﺮ روي ﻗﻄﻌﻪ SPK ﺟﻮﺷﻜﺎري ﺷﺪ و ﺳـﻄﺢ ﻣﻘﻄـﻊ ﺟـﻮش ﺗﺤـﺖ ﻋﻤﻠﻴـﺎت ﺑـﺮش، ﭘﻮﻟﻴﺶ و اچ ﻛﺎري ﺟﻬﺖ ﻣﺘﺎﻟﻮﮔﺮاﻓﻲ ﻫﺮ ﺳﻪ ﻻﻳﻪ ﺟﻮش و ﻣﻨﻄﻘﻪ HAZ و ﻓﻠﺰ ﭘﺎﻳﻪ آﻣﺎده ﮔﺮدﻳﺪ. ﻋﻜﺴﻬﺎي 4، 5 و6 ریزساختار آنها را نشان می­دهد.

نتایج و بحث

ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ اﭘﺮاﺗﻮري اﻟﻜﺘﺮود ﺑﺴﺘﮕﻲ ﺑﻪ ﺧﻮاص ﻓﻴﺰﻳﻜـﻲ ﺳـﺮﺑﺎره ﺟـﻮش دارد. در اﻳـﻦ ﭘـﮋوﻫﺶ اﺑﺘـﺪا از ﻧـﻮع روﺗﻴﻠـﻲ استفاده ﺷﺪ و ﭼﻮن در ﺟﻮﺷﻜﺎري ﻣﻮﺟﺐ ﺗﺮك ﮔﺮدﻳﺪ از اداﻣﻪ ﺟﻮﺷﻜﺎري ﺑﺎ اﻟﻜﺘﺮود روﺗﻴﻠﻲ ﺟﻠﻮﮔﻴﺮي ﺷـﺪ. وﻟـﻲ ﻧﻮع ﻗﻠﻴﺎﻳﻲ آن ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ ﺑﺎﻻ ﺑﻮدن ﺑﺎزﻳﺴﻴﺘﻪ و ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺑﻮدن ﻫﻴﺪروژن در ﺟﻮش و ﻋـﺪم اﻳﺠـﺎد ﺗـﺮك ﻣـﻮرد ﺑﺮرﺳـﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺟﻬﺖ ﺑﻬﺒﻮد ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ اﭘﺮاﺗﻮري آن ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. ﺑﻬﻴﻨﻪ ﻛـﺮدن ﺧـﻮاص ﻓﻴﺰﻳﻜـﻲ روﻛـﺶ اﻟﻜﺘـﺮود (ﺳـﺮﺑﺎره)درقابلیت اپراتوری الکترود اهمیت زیادی دارد.

ﻟﺬا دﺳﺘﻴﺎﺑﻲ ﺑﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺗﺮﻛﻴﺒﻲ ﻣﻨﺎﺳﺐ روﻛﺶ اﻟﻜﺘﺮود اﺣﺘﻴﺎج ﺑﻪ ﺗﺠﺰﻳـﻪ و ﺗﺤﻠﻴـﻞ ﺧـﻮاص ﻓﻴﺰﻳﻜـﻲ ﺷـﺎﻣﻞ -1 وﻳﺴﻜﻮزﻳﺘﻪ ﺳﺮﺑﺎره -2ﻛﺸﺶ ﺳﻄﺤﻲ ﺳﺮﺑﺎره-ﻣﺬاب -3داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺳﺮﺑﺎره و ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص دﻳﮕﺮ ﻣﺜﻞ ﺿﺮﻳﺐ اﻧﺒﺴـﺎط ﺣﺮارﺗﻲ ﺳﺮﺑﺎره و ﻏﻴﺮه دارد .[2] در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ از اﻳﻦ ﻧﻈﺮ ﺑﺮرﺳﻲ ﻫﺎي ﻻزم ﺻﻮرت ﭘﺬﻳﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ ﻛـﻪ اراﺋـﻪ آن در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﻣﻘﺪور ﻧﻤﻲ ﺑﺎﺷﺪ. در ﺟﻮﺷﻜﺎري اﻳﻦ ﻧﻮع ﻗﺎﻟﺐ ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺑﺎ ﻳﻚ ﻻﻳﻪ واﺳﻄﻪ از ﻧﻮع اﻟﻜﺘﺮود E410 ﻳـﺎ E312 اﺳـﺘﻔﺎده ﻣﻴﺸـﻮد و ﻻﻳـﻪ ﻧﻬﺎﻳﻲ را ﺑﺎ ﻳﻚ اﻟﻜﺘﺮود دﻳﮕﺮ ﻛﻪ آﻧﺎﻟﻴﺰ ﺟﻮش آن ﺷﺒﻴﻪ آﻧﺎﻟﻴﺰ ﻗﺎﻟﺐ (1.2080) اﺳﺖ ﺑﻪ ﭘﺎﻳﺎن ﻣﻴﺮﺳـﺎﻧﻨﺪ[3] و .[4]

ﻫﺪف از اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻖ، ﺟﻮﺷﻜﺎري ﺑﺪون اﺳﺘﻔﺎده از اﻟﻜﺘﺮود واﺳﻄﻪ ﺑﻮده اﺳﺖ ﻟﺬا در اﺑﺘـﺪا ﺗﻌﻴـﻴﻦ آﻧـﺎﻟﻴﺰ ﺷـﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺟﻮش     اﻟﻜﺘﺮود ﻛﻪ ﺑﺘﻮاﻧﺪ ﻫﻢ ﻧﻘﺶ ﻻﻳﻪ واﺳﻄﻪ و ﻫﻢ ﻻﻳﻪ ﻧﻬﺎﻳﻲ را ﺑﺎزي ﻛﻨﺪ ﻣﻬﻢ ﺑﻮد. ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ دﻟﻴﻞ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺷﺮاﻳﻂ ﻛﺎري ﻗﺎﻟﺒ­ﻬﺎي ﺑﺮﺷﻲ ﻛﻪ ﺗﻴﻐﻪ آن ﺑﺎﻳﺪ از ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﻪ ﺳﺎﻳﺶ و ﺧﺎﺻـﻴﺖ ﺑﺮﺷـﻲ و ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺣﺮارﺗﻲ ﻧﺴﺒﻲ ﺑﺮﺧﻮردار ﺑﺎﺷﺪ.، ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻣﺜﻞ ﻛﺮوم، ﻣﻮﻟﻴﺒﺪن، ﺗﻨﮕﺴﺘﻦ، واﻧﺎدﻳﻢ و دﻳﮕـﺮ ﻋﻨﺎﺻـﺮ ﺑـﺎ درﺻﺪﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻣﺪﻧﻈﺮ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. ﺣﺮارت ﻧﺴﺒﻲ ﻛﻪ در ﻧﻮك ﺗﻴﻐﻪ ﻧﺎﺷﻲ از اﺻﻄﻜﺎك و ﺑﺮش ﺑﺎ ورق اﻳﺠﺎد ﻣﻲﺷﻮد ﻣﻲﺗﻮاﻧـﺪ در ﻛـﻢ ﺷـﺪن ﺳـﺨﺘﻲ و ﻧﻬﺎﻳﺘﺎ در ﻋﻤﺮ ﺗﻴﻐﻪ ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺎﺷﺪ. ﻟﺬا ﻧﻮك ﺗﻴﻐﻪ ﺑﺎﻳﺪ ﺑﻪ ﺑﺎزﭘﺨﺖ در دﻣﺎﻫﺎي ﻛﻤﻲ ﺑﺎﻻ )اﻟﺒﺘﻪ ﻧﻪ در ﺣﺪ دﻣـﺎي ﺳـﺮﺧﻲ ﻛﻪ در ﻓﻮﻻدﻫﺎي ﺗﻨﺪﺑﺮ ﻣﻄﺮح اﺳﺖ( ﻣﻘﺎوم ﺑﺎﺷﺪ. ﺑﻪ ﻋﺒﺎرت دﻳﮕﺮ ﺳﺨﺘﻲ ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ ﻧﺴﺒﻲ ﻧﺎﺷﻲ از ﺗﻤﭙﺮ داﺷـﺘﻪ ﺑﺎﺷـﺪ. اﺿﺎﻓﻪ ﻛﺮدن ﻣﻮﻟﻴﺒﺪن و ﺗﻨﮕﺴﺘﻦ ﺑﻪ اﻳﻦ اﻣﺮ ﻛﻤﻚ ﻣﻴﻜﻨﺪ. .

در ﺷﻜﻞ 7 ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ اﻳﻦ دو ﻋﻨﺼﺮ ﺳـﺨﺘﻲ ﻧﺎﺷﻲ از ﺗﻤﭙﺮ (ﺳﺨﺘﻲ ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ) را اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻴﺪﻫﻨﺪ.[5]

                 ﺷﻜﻞ 1 - تصاویری از ﻗﺎﻟﺐ ﺑﺮﺷﻲ از ﺟﻨﺲ فولاد SPK ﻣﺼﺮﻓﻲ در ﺷﺮﻛﺖ اﻳﺮان ﺧﻮدرو (درب ﭘﮋو  405)

ﺷﻜﻞ 2- تصاویری از ﻗﺎﻟﺐ ﺑﺮﺷﻲ از ﺟﻨﺲ فولاد SPK در ﺷﺮﻛﺖ آﺗﺎ ﻣﺎﺷﻴﻦ.

ﺷﻜﻞ 3- ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻣﻘﺪار ﺳﺨﺘﻲ در ﺣﺮارﺗﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ در ﻻﻳﻪ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ، ﻓﻠﺰ ﭘﺎﻳﻪ و HAZ

  ﺷﻜﻞ 4- ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮﭘﻲ ﻓﻠﺰ ﭘﺎﻳﻪ SPK (1.2080).

                                      ﺷﻜﻞ  5- ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮﭘﻲ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻣﺮزي ﻓﻠﺰ ﭘﺎﻳﻪ و HAZ.

                        

  شکل 6- ساختار میکروسکوپی جوش اﻟﻒ: ﻻﻳﻪ اول، ب: ﻻﻳﻪ دوم، ج: ﻻﻳﻪ ﺳﻮم.

ﺷﻜﻞ 7- ﻣﻘﺪار ﺳﺨﺘﻲ در ﺣﺮارﺗﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺎزپخت، اﻟﻒ: ﺑﺎ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻣﺨﺘﻠﻒ Mo، ب: ﺑﺎ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻣﺨﺘﻠﻒ W، ج: ﺑﺎ ﻣﻘﺎدﻳﺮ مختلف Cr

از ﻃﺮﻓﻲ ﺑﺎﻻ رﻓﺘﻦ ﺑﻴﺶ از ﺣﺪ ﺳﺨﺘﻲ ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ ﻣﻮﺟﺐ ﺗﺮدي زﻳﺎد ﻣﻲﺷﻮد و اﻳﻦ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ در ﻫﻨﮕﺎم ﺿـﺮﺑﻪ ﻫـﺎي ﻗﺎﻟﺐ ﺑﺎﻻﻳﻲ ﺑﻪ ﻗﺎﻟﺐ ﭘﺎﻳﻴﻨﻲ در اﻳﺠﺎد ﺗﺮك و ﻟﺐ ﭘﺮ ﺷﺪن ﻟﺒﻪ ﻛﻤﻚ ﻛﻨﺪ. ﻟﺬا ﻣﺤﺪودﻳﺖ ﻫـﺎﻳﻲ در ﻣﻘـﺪار ﻣﺼـﺮف ﻣﻮﻟﻴﺒﺪن و ﺗﻨﮕﺴﺘﻦ در آﻟﻴﺎژ وﺟﻮد دارد. ﻣﻮﻟﻴﺒﺪن در اﻳﺠﺎد ﺳﺨﺘﻲ ﺛﺎﻧﻮﻳـﻪ ﺑﻴﺸـﺘﺮ از ﺗﻨﮕﺴـﺘﻦ اﺛـﺮ دارد و اﻳـﻦ در ﺷﻜﻞ 7 ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪه اﺳﺖ ﻛﻪ در ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﺑﻴﺶ از 1 درﺻﺪ ﭘﻴﻚ ﺳﺨﺘﻲ ﺧﻴﻠﻲ زﻳﺎد ﻣﻲﺷﻮد وﻟﻲ ﻫﻤﻴﻦ ﻣﺴﺌﻠﻪ در مورد تنگستن در ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﺑﻴﺶ از 2 درﺻﺪ ﺻﺎدق اﺳﺖ.[5]

ﻟﺬا ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻣﻮﻟﻴﺒﺪن را ﻛﻤﺘﺮ از 1، ﺣﺪود 0.5 درﺻﺪ و ﻣﻘﺪار ﺗﻨﮕﺴـﺘﻦ را ﻛﻤﺘـﺮ از 2 ﺣـﺪود 1.3 درﺻـﺪ اﻧﺘﺨـﺎب ﻛﺮدﻳﻢ. ﻣﻘﺪار ﻛﺮوم ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺷﻜﻞ -7ج از ﻧﻈﺮ اﻳﺠﺎد ﺳﺨﺘﻲ ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ ﻣﻨﺎﺳﺐ، ﺑﻴﻦ 4 ﺗﺎ 12 درﺻـﺪ اﺳـﺖ. ﻛـﻪ در اﻳﻦ آﻟﻴﺎژ ﺣﺪود 6.5 درﺻﺪ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ. ﺿﻤﻨﺎ ﻛﺮوم ﺑﻪ اﻛﺴﺎﻳﺶ در دﻣـﺎي ﺑـﺎﻻ ﻣﻘـﺎوم اﺳـﺖ و ﺑـﻪ ﻗﺎﺑﻠﻴـﺖ ﺳﺨﺘﻲ ﭘﺬﻳﺮي آﻟﻴﺎژ ﻛﻤﻚ ﻣﻴﻜﻨﺪ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﻳﻨﻜﻪ ﻗﺎﻟﺐ ﻣﺬﻛﻮر ﻋﻼوه ﺑﺮ ﺧﺎﺻﻴﺖ ﺑﺮﺷﻲ ﺑﺎﻳﺪ از ﺧﺎﺻـﻴﺖ ﺳﺎﻳﺸـﻲ ﺧﻮﺑﻲ ﻫﻢ ﺑﺮﺧﻮردار ﺑﺎﺷﺪ. اﺳﺘﻔﺎده از واﻧﺎدﻳﻢ اﻳﻦ ﺧﻮاﺳﺘﻪ را ﺗﺎﻣﻴﻦ ﻣﻴﻜﻨﺪ. ﺿﻤﻨﺎ واﻧﺎدﻳﻢ ﺑﺎ رﺳﻮب ﻛﺎرﺑﻴـﺪ واﻧـﺎدﻳﻢ روي ﻣﺮزداﻧﻪ ﻫﺎ از اﻓﺰاﻳﺶ اﻧﺪازه داﻧﻪ ﻫﺎ ﺟﻠﻮﮔﻴﺮي ﻣﻴﻜﻨﺪ.[6] ﻟﺬا اﺳﺘﻔﺎده از اﻳﻦ ﻋﻨﺼﺮ ﻫﻢ ﺑﻪ ﻣﻘـﺪار 0.5 درﺻـﺪ در ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺗﺸﺨﻴﺺ داده ﺷﺪ.

ﻣﺴﺌﻠﻪ دﻳﮕﺮي ﻛﻪ در اﻳﻦ ﻧﻮع آﻟﻴﺎژﻫﺎ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻛﺎرﺑﺮدﺷﺎن ﻣﻄﺮح اﺳﺖ وﺟﻮد آﺳﺘﻨﻴﺖ ﺑﺎﻗﻴﻤﺎﻧﺪه در ﺳﺎﺧﺘﺎر اﺳﺖ که ﻧﺎﻣﻄﻠﻮب ﻣﻴﺒﺎﺷﺪ. ﭼﻮن دو ﻓﺎز ﻣﺘﻔﺎوت آﺳﺘﻨﻴﺖ و ﻣﺎرﺗﻨﺰﻳﺖ در ﻛﻨﺎر ﻫﻢ ﻛﻪ ﺿﺮﻳﺐ اﻧﺒﺴﺎط ﺣﺮارﺗـﻲ ﻣﺨﺘﻠﻔـﻲ دارﻧﺪ ﺗﻤﺎﻳﻞ ﺑﻪ ﺗﺮك در ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك اﻳﻦ دو ﻓﺎز را زﻳﺎد ﻣﻴﻜﻨﺪ. از ﻃﺮﻓﻲ ﭼﻮن آﺳﺘﻨﻴﺖ ﺑﺎﻗﻴﻤﺎﻧـﺪه دﻗـﺖ اﺑﻌـﺎدي ﻗﺎﻟﺐ را ﺑﻪ ﻣﺮور زﻣﺎن ﻛﻢ ﻣﻴﻜﻨﺪ. ﻟﺬا وﺟﻮد ﻋﻨﺎﺻﺮ واﻧﺎدﻳﻢ، ﺗﻨﮕﺴﺘﻦ و ﻣﻮﻟﻴﺒﺪن ﻛـﻪ ﻣﺤـﺪوده آﺳـﺘﻨﻴﺖ را ﻛـﺎﻫﺶ ﻣﻴﺪﻫﻨﺪ [5] دﻟﻴﻞ دﻳﮕﺮ اﻧﺘﺨﺎب اﻳﻦ ﻋﻨﺎﺻﺮ ﺑﻮده اﺳﺖ. اﻟﺒﺘﻪ ﻋﻨﺎﺻﺮ دﻳﮕﺮي در ﺣﺪود ppm ﻫﻢ اﺿﺎﻓﻪ ﺷﺪه اﺳـﺖ ﻛﻪ در ﺧﻮاص ﺟﻮش ﻣﻮﺛﺮ ﻣﻴﺒﺎﺷﺪ.

در ﻧﻬﺎﻳﺖ آﻧﺎﻟﻴﺰ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺟﻮش ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺟـﺪول 1 ﺗﺸـﺨﻴﺺ داده ﺷـﺪه اﺳـﺖ. ﺑﻌﺪ از اﻳﻦ ﺑﺮرﺳﻲ در اﺑﺘﺪا اﻟﻜﺘﺮود ﻧﻮع روﺗﻴﻠﻲ ﺑﺎ اﻳﻦ آﻧﺎﻟﻴﺰ ﺗﻬﻴﻪ ﮔﺮدﻳﺪ و ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. ﺑﺎ اینکه ﭘﻴﺸﮕﺮﻣﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ اﻋﻤﺎل ﺷﺪه ﺑﻮد ﺗﺮﻛﻬﺎي ﻣﻮﻳﻲ روي ﺟﻮش اﻳﺠﺎد ﮔﺮدﻳﺪ. در ﺑﺮرﺳـﻲ دوم اﻟﻜﺘـﺮود از ﻧﻮع ﻗﻠﻴﺎﻳﻲ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪ ﻛﻪ ﺑﺎ آن در ﺗﻤﺎم ﺟﻮﺷﻬﺎ ﺑﺎ ﭘﻴﺸﮕﺮم ﻫﺎي ﻛﻤﺘﺮ از 350 درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد ﺗﺮك اﻳﺠـﺎد شد.

در ﻓﺮاﻳﻨﺪ اﻧﺠﻤﺎد ﻓﻮﻟﺪ SPK اﺑﺘﺪا آﺳﺘﻨﻴﺖ ﻫﺎي اوﻟﻴﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت دﻧﺪرﻳﺘﻲ ﺑﻪ وﺟﻮد ﻣﻲ آﻳﻨـﺪ. اﻳـﻦ ﻋﻤـﻞ اﻧﺠﻤـﺎد آﻧﻘﺪر اداﻣﻪ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ ﺗﺎ اﻳﻨﻜﻪ دﻣﺎ ﺑﻪ ﻧﻘﻄﻪ ﻳﻮﺗﻜﺘﻴﻚ ﺑﺮﺳﺪ در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﻣﺬاب ﺑﺎﻗﻴﻤﺎﻧﺪه ﺑـﺎ واﻛـﻨﺶ ﻳﻮﺗﻜﺘﻴـﻚ ﺑـﻪ ﻛﺎرﺑﻴﺪ ﻳﻮﺗﻜﺘﻴﻚ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻣﻴﺸﻮد. اﻳﻦ ﻛﺎرﺑﻴﺪﻫﺎ در اﻃﺮاف ﺷﺎﺧﻪ ﻫـﺎي دﻧـﺪرﻳﺘﻲ رﺳـﻮب ﻣﻴﻜﻨﻨـﺪ ﺑﻄﻮرﻳﻜـﻪ ﺷـﻜﻞ ﻇﺎﻫﺮي آﻧﻬﺎ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺷﺒﻜﻪ در ﻣﻲ آﻳﺪ. اﻳﻦ ﻓﻮﻻد ﭘﺲ از اﻧﺠﻤﺎد ﻛﺎﻣـﻞ ﺗﺤـﺖ ﻋﻤﻠﻴـﺎت ﻧـﻮرد ﻗـﺮار ﻣﻴﮕﻴـﺮد. در ﻫﻨﮕﺎم ﻧﻮرد، ﻛﺎرﺑﻴﺪﻫﺎي ﻓﻮق ﻣﻲ ﺷﻜﻨﻨﺪ و ﺗﻜﻪ ﻫﺎي آن ﺑﺼﻮرت داﻧـﻪ ﻫـﺎي ﺳـﻔﻴﺪ و ﻃﻮﻳـﻞ ﻛـﻪ در ﺟﻬـﺖ ﻧـﻮرد ﻛﺸﻴﺪه ﺷﺪه اﻧﺪ در ﻣﻲ آﻳﻨﺪ.

رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻓﻮﻻد SPK در ﺷﻜﻞ 4 ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ. در HAZﻛﻪ در ﺷـﻜﻞ 5 ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ ﺗﻔﺎوت ﺳﺎﺧﺘﺎري ﺑﺎ ﻓﻠﺰ ﭘﺎﻳﻪ ﺑﻪ ﭼﺸﻢ ﻣﻴﺨﻮرد ﺑﻄﻮرﻳﻜﻪ ﻛﺎرﺑﻴﺪﻫﺎي ﻛﺸﻴﺪه ﺷـﺪه ﻛـﻪ در ﻓﻠـﺰ ﭘﺎﻳﻪ ﺑﻮدﻧﺪ ﻣﺤﻮ ﮔﺮدﻳﺪه اﻧﺪ. اﻳﻦ ﻣﺴﺌﻠﻪ ﭼﻨﻴﻦ ﺗﻮﺟﻴﻪ ﻣﻴﺸﻮد ﻛﻪ وﻗﺘﻲ HAZ ﺑﻪ دﻣﺎي آﺳﺘﻨﻴﺘﻲ ﻣﻴﺮﺳﺪ ﻛﺎرﺑﻴـﺪﻫﺎ در آن ﺣـﻞ ﻣﻴﺸـﻮﻧﺪ و در ﻫﻨﮕﺎم ﺳﺮد ﺷﺪن آﺳﺘﻨﻴﺖ ﺑﻪ ﻣﺎرﺗﻨﺰﻳﺖ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻣﻴﺸﻮد.

اﻟﺒﺘﻪ ﻣﻘـﺪار ﻛﻤـﻲ آﺳـﺘﻨﻴﺖ ﺑﺎﻗﻴﻤﺎﻧـﺪه ﻫـﻢ وﺟـﻮد دارد و درﺻﺪي از ﻛﺎرﺑﻴﺪﻫﺎ ﻫﻢ ﺑﺼﻮرت ذرات رﻳﺰ ﺑﺮ روي ﻣﺮزداﻧﻪ ﻫﺎ ﻛﻪ در دﻣﺎي ﺑـﺎﻻ ﻗﺒـﻞ از اﺳـﺘﺤﺎﻟﻪ ﻣﺮزداﻧـﻪ ﻫـﺎي آﺳﺘﻨﻴﺖ ﺑﻮدﻧﺪ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻴﮕﺮدد. در آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﺨﺘﻲ ﻛﻪ در ﺟﺪول 2 آﻣﺪه اﺳﺖ ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ ﻛﻪ ﻣﻘﺪار ﺳﺨﺘﻲ در HAZ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎ ﺑﺮاﺑﺮ ﻳﺎ ﻛﻤﺘـﺮ از ﻓﻠﺰ ﭘﺎﻳﻪ اﺳﺖ و اﻳﻦ ﻧﺸﺎﻧﻪ ﺧﻮﺑﻲ از ﻋﺪم اﻳﺠﺎد ﺗﺮك در اﻳﻦ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻣﻴﺒﺎﺷﺪ. دﻟﻴﻞ ﻛﻢ ﺷﺪن ﺳﺨﺘﻲ HAZ ﻧﺴـﺒﺖ ﺑﻪ ﻓﻠﺰ ﭘﺎﻳﻪ ﺣﻞ ﺷﺪن و رﻳﺰ ﺷﺪن ﻛﺎرﺑﻴﺪ در آﺳﺘﻨﻴﺖ اﺳﺘﻜﻪ اﻳﻦ ﺗﻔﺎوت ﺳﺎﺧﺘﺎري ﺑﻴﻦ ﻓﻠﺰ ﭘﺎﻳﻪ و HAZ ﻛـﺎﻣﻼ در شکل 5 الف در منطقه مرزی فلز پایه و HAZ مشخص است.

رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻻﻳﻪ ﻫﺎي اول و دوم و ﺳﻮم ﻛﻪ ﺑﺮ روي ﻗﻄﻌﻪ SPK رﺳﻮب داده ﺷﺪه اﻧﺪ در ﺷﻜﻞ 6 ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻴﺸﻮﻧﺪ. رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻻﻳﻪ اول ﻣﻌﻤﻮﻻ آﺳﺘﻨﻴﺘﻲ و ﻻﻳﻪ دوم و ﺳﻮم ﻣﺎرﺗﻨﺰﻳﺘﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﻘﺪاري آﺳﺘﻨﻴﺖ ﺑﺎﻗﻴﻤﺎﻧﺪه از ﻻﻳﻪ اول ﺑﻪ ﻻﻳﻪ ﺳﻮم ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ ﻛﻪ در اﻳﻦ راﺑﻄﻪ اﻓﺰاﻳﺶ ﺳﺨﺘﻲ از ﻻﻳﻪ اول ﺑـﻪ ﻻﻳـﻪ ﺳـﻮم در ﺟـﺪول 2 ﻣﻮﻳـﺪ اﻳـﻦ ﻣﺴﺌﻠﻪ اﺳﺖ. ﻫﻤﺎﻧﻄﻮرﻳﻜﻪ ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد ﺳﺨﺘﻲ از ﻻﻳﻪ اول در ﺣﺪود 47 ﺑﻪ ﺣﺪود 57 راﻛﻮل در ﻻﻳﻪ ﺳﻮم ﻣﻲ رﺳﺪ ﻛﻪ ﺑﺮاﺑﺮ  فلز ﭘﺎﻳﻪ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. 

دﻟﻴﻞ ﻛﺎﻫﺶ آﺳﻴﺘﻨﻴﺖ ﺑﺎﻗﻴﻤﺎﻧﺪه از ﻻﻳﻪ اول ﺗﺎ ﻻﻳﻪ ﺳﻮم، ﻛﺎﻫﺶ ﻛﺮﺑﻦ و ﻛﺮوم ﺗﺎ ﺣﺪي اﻓﺰاﻳﺶ ﻋﻨﺎﺻﺮ ﺗﻨﮕﺴـﺘﻦ و واﻧﺎدﻳﻢ و ﻣﻮﻟﻴﺒﺪن از ﻻﻳﻪ اول ﺑﻪ ﻻﻳﻪ ﺳﻮم اﺳﺖ. دﻟﻴﻞ ﻛﻢ ﺑـﻮدن اﻳـﻦ ﻋﻨﺎﺻـﺮ ﻛـﺮﺑﻦ و ﻛـﺮوم در ﻻﻳـﻪ اول و دوم ﺑﺨﺎﻃﺮ رﻗﻴﻖ ﺷﺪن ﻧﺎﺷﻲ از ذوب ﻓﻠﺰ ﭘﺎﻳﻪ در ﺣﻮﺿﭽﻪ ﺟﻮش (Dilution) ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.

در ﺑﺮرﺳﻲ ﻫـﺎي ﻣﺘـﺎﻟﻮﮔﺮاﻓﻲ ﺣﺘﻲ ﺑﺎ SEM ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪ ﻛﻪ ﻫﻴﭻ ﻧﻮع ﻛﺎرﺑﻴﺪي در ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻻﻳﻪ ﻫﺎ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻧﺸﺪه و دﻟﻴﻞ آن ﻣﻲ ﺗﻮاﻧـﺪ ﺑﺨـﺎﻃﺮ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﺎﻻي اﻧﺠﻤﺎد ﺣﻮﺿﭽﻪ ﻣﺬاب ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﻓﺮﺻﺖ ﻛﺎﻓﻲ ﺑﺮاي ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻛﺎرﺑﻴﺪ ﭘﻴﺪا ﻧﻤـﻲ ﻛﻨـﺪ و آﺳـﺘﻨﻴﺖ اوﻟﻴـﻪ ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺑﻪ ﻣﺎرﺗﻨﺰﻳﺖ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻣﻲ ﺷﻮد.[7] ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﺮرﺳﻲ اﺛﺮ دﻣﺎي ﺗﻤﭙﺮ در ﻣﻘﺪار ﺳﺨﺘﻲ ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ در ﺟﺪول 2 و ﺷﻜﻞ 3 ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ.

از ﻧﺘـﺎﻳﺞ ﻣﻌﻠـﻮم ﻣﻲ ﮔﺮدد ﻛﻪ ﺳﺨﺘﻲ ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ ﺑﺮاي ﻻﻳﻪ ﺳـﻮم در دﻣـﺎي 600 درﺟـﻪ ﺳـﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد و ﺑـﺮاي ﻻﻳـﻪ دوم در 550 درﺟـﻪ ﺳﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد اﺗﻔﺎق ﻣﻲ اﻓﺘﺪ و ﺑﻌﺪ از اﻳﻦ ﻣﻘﺪار دﻣﺎﻫﺎ اﻓﺖ ﺳﺨﺘﻲ دارﻳﻢ. در آزﻣﺎﻳﺶ ﻋﻤﻠﻲ ﺑﺮ روي ﻗﺎﻟﺒﻬﺎي واﻗﻌﻲ ﻣﻘـﺪاري از اﻟﻜﺘﺮودﻫـﺎي ﺗﻮﻟﻴـﺪ ﺷـﺪه در ﺷـﺮﻛﺖ اﻳـﺮان ﺧـﻮدرو ﺟﻬـﺖ ﺑﺎزﺳﺎزي ﺗﻴﻐﻪ ﻫﺎي ﻗﺎﻟﺐ ﺑﺮﺷﻲ از ﺟﻨﺲ SPK ﻛﻪ ﺑﺎ آن ورق ﺑﻪ ﺿـﺨﺎﻣﺖ ﻫـﺎي ﻣﺨﺘﻠـﻒ ﺑﺮﻳـﺪه ﻣﻴﺸـﻮد ﻣﺼـﺮف ﮔﺮدﻳﺪ. در اﻳﻦ راﺑﻄﻪ ﭘﻴﺶ ﮔﺮﻣﺎﻳﺶ 350 درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد اﻋﻤﺎل ﺷﺪه و ﻋﻤﻞ ﭼﻜﺶ زﻧﻲ روي ﭘـﺎس ﺟـﻮش داده ﺷﺪه ﻓﻮرا اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﺪ.

ﻗﺎﻟﺐ و ﺗﻴﻐﻪ ﻫﺎي ﻗﺎﻟﺐ در ﺷﻜﻞ 1 ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ. اﻳﻦ اﻟﻜﺘﺮود در ﺷﺮﻛﺘﻬﺎي دﻳﮕﺮ ﻣﺜﻞ آﺗﺎ ﻣﺎﺷﻴﻦ ﻛﻪ ﺳﺎزﻧﺪه آﭼﺎر و ﻗﺎﻟﺒﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻣﻲ ﺑﺎﺷـﺪ ﻣـﻮرد ﻣﺼـﺮف ﻗـﺮار ﮔﺮﻓﺖ. ﺷﻜﻞ 2 دو ﻗﺎﻟﺐ ﺗﻌﻤﻴﻴﺮ ﺷﺪه در اﻳﻦ ﺷﺮﻛﺖ و ﺑﺎ اﻳﻦ اﻟﻜﺘﺮود را ﻧﺸﺎن ﻣﻴﺪﻫﺪ.

اﻳﻦ ﻗﺎﻟﺐ ﺑﺮاي ﺑﺮش ورق از ﺟﻨﺲ (31CrV) 1/2208 ﺑﻪ ﺿﺨﺎﻣﺖ 12 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ ﻛﻪ در ﺳﺎﺧﺖ آﭼﺎر ﻣﺼﺮف ﻣﻲ ﺷﻮد، ﺑﻜﺎر ﻣﻴﺮود. ﻧﻘﺎﻃﻲ ﻛﻪ ﺑﺎ × در ﺗﺼﻮﻳﺮ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪه اﻧﺪ ﻧﻘﺎط ﺷﻜﺴﺘﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ که ﭘﺲ از ﺗﻌﻤﻴﺮ ﻣﻮرد ﻣﺼﺮف ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. اﻳـﻦ اﻟﻜﺘـﺮود در ﺷﺮﻛﺖ روﺋﻴﻦ ﺻﻨﻌﺖ ﻫﻢ ﺑﺮاي ﺑﺎزﺳﺎزي ﻗﺎﻟﺐ ﺑﺮﺷﻲ ﺑﺎ ﺷﺮاﻳﻂ ﻓﻮق اﺳﺘﻔﺎده ﺷـﺪ. ﺑـﺎ اﻳـﻦ ﻗﺎﻟـﺐ ورق St42 ﺑـﺎ ﺿﺨﺎﻣﺖ 3.2 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ ﻛﻪ ﺑﺮاي ﻗﺴﻤﺘﻲ از ﺷﺎﺳﻲ ﻧﻴﺴﺎن ﺑﻜﺎر ﻣﻴﺮود ﺑﺮش داده ﺷﺪ ﻛـﻪ ﺗـﺎ 10000 ﺿـﺮﺑﻪ ﺟـﻮاب ﻣﺜﺒﺖ ﺑﻮده اﺳﺖ.

ﺷﻜﻞ 8 - اﺛﺮ دﻣﺎي ﺑﺎزﭘﺨﺖ ﺑﺮ ﺳﺨﺘﻲ ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ ددر دﻣﺎﻫﺎي آﺳﺘﻨﻴﺘﻲ ﻣﺨﺘﻠﻒ

  

   ﻧﺘﺎﻳﺞ

1. اﻟﻜﺘﺮود ﻣﺼﺮﻓﻲ ﺑﺮاي ﺑﺎزﺳﺎزي ﻗﺎﻟﺐ ﺑﺮﺷﻲ SPK ﺑﺎﻳﺪ از ﻧﻮع ﻗﻠﻴﺎﻳﻲ ﺑﺎﺷﺪ.
2. ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺟﻮش اﻟﻜﺘﺮود C0.5,Cr6.5,W1.3,V0.59,Mo0.47 ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.
3. اﺿﺎﻓﻪ ﻛﺮدن ﻋﻨﺎﺻﺮ دﻳﮕﺮ در ﺣﺪ ppm در ﺟﻮش ﺿﺮوري ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.
4. 4 - ﺟﻮﺷﻜﺎري ﺑﺪون ﻻﻳﻪ واﺳﻂ ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺑﺎ اﻟﻜﺘﺮود ﻓﻮق روي ﻗﺎﻟﺐ اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﮔﻴﺮد.
5. اﻋﻤﺎل ﭘﻴﺸﮕﺮﻣﺎﻳﺸﻲ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار 350 درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد روي ﻗﺎﻟﺐ ﺿﺮوري ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.
6. ﭼﻜﺶ زﻧﻲ (peening) ﺑﻼﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﻌﺪ از ﻫﺮ ﭘﺎس ﻻزم اﺳﺖ.

ﺗﺸﻜﺮ و ﻗﺪرداﻧﻲ

ﺑﺪﻳﻦ وﺳﻴﻠﻪ از ﻫﻤﻜﺎري ﺻﻤﻴﻤﺎﻧﻪ اﻓﺮاد ذﻳﻞ در اﻣﺮ ﺟﻮﺷﻜﺎري روي ﻗﺎﻟﺒﻬﺎي ﺑﺮﺷﻲ ﺗﺸﻜﺮ و ﻗﺪرداﻧﻲ ﻣﻲ ﺷﻮد. جناب آقای مهندس پورپاشا شرکت ایران خودرو، جناب آقای مهندس اسکندری شرکت ایران­خودرو، جناب آقای مهندس زرین قبا شرکت آتا ماشین، جناب آقای مهندس باقر پیری شرکت روئین صنعت دقیق و همین طور از همکارانم در شرکت صنعتی آما که در این پروژه کمک نموده­اند تشکر میکنم.

     منابع

V. S. POOV, "The influence of cooling rate on the structure of hardfacing material", Svar. Proiz, 1976 no: 10, pp 15-26.

Standard practice for conducting Dry sand/Rubber when abrasasion test Annual book of ASTM Standard vol 3/02

VDEH Slag Atlas 1995

Doyen .P .S "A new technique for welding tool steel", Weld .j. vol,60, no 9, pp 25-28, sept 1981.

"Tool and Die welding", Metal forming, April 2001.

William f. Smith, "structure and properties of engineering Materials", Mc Graw- Hillo, 1987.

R. W. K. Honeycombe "steels microstracture and properties", 1981.