کاهش وابستگی به خارج در صنعت اتصال و لحیمکاری
به گزارش خبرنگار پژوهندگان عصر ،فرزاد حبیبی آذریوش با مدرک دکتری تخصصی مهندسی مواد از دانشگاه صنعتی سهند تبریز درباره این طرح توضیح داد: امروزه در پاسخ به رفع نیازهای تأمین و ارتقای خواص ابزارهای مورد استفاده در صنایع حفاری، ریختهگری، برشکاری و سوراخکاری، از سرمتهای سخت نظیر کاربیدها بهره گرفته میشود. اتصال ناهمجنس سرامیکها و سرمتهایی نظیر کاربید تنگستن (WC-Co) به فولادها و دیگر آلیاژها به خاطر رفتار و خواص متفاوت فیزیکی و شیمیایی آنها، جزء چالشهای اساسی مهندسین مواد و محققان جوشکاری و اتصالات محسوب میشود.
وی ادامه داد: تجهیزات مورد استفاده در صنایع استخراج گاز طبیعی، نفت و استخراج معادن، حفاری تونل، تولید سیمان و ادوات مورد استفاده در میکسرهای ماسه در معرض سایش و خوردگی شدید قرار گرفته و طول عمر و قابلیت اطمینان آنها تنزل پیدا میکند. در صنایع مذکور تمایل زیادی به استفاده از انواع سرمتهای کاربیدی، بهدلیل سختی بسیار بالا در حدود ۲۰۰۰ ویکرز، مقاومت عالی در برابر سایش، خوردگی و استحکام بالا وجود دارد.
وی افزود: از طرفی، بهخاطر هزینه زیاد ساخت کاربیدهای سمانته و مقاومت در برابر بارهای دینامیکی کم آن (مقاومت به ضربه و چقرمگی کمتر)، اتصال آنها به پایههای فولادی امری ضروری است.
این پژوهشگر در ادامه بیان کرد: بر این اساس، در این طرح، فولاد AISI 4140 و سرمت کاربید تنگستن- کبالت با استفاده از لایه میانی مس، نیکل و مونل ایجاد شده به روش لایهنشانی جرقهزنی الکتریکی به همراه استفاده از آلیاژ پرکننده لحیمکاری بر پایه سیستم Ag-Cu-Zn-Cd اتصال یافتند. در این راستا، تأثیر دما و زمان لحیمکاری و نیز ضخامت اولیه آلیاژ لحیم با در نظر گرفتن استحکام برشی اتصال و نیز زاویه تماس ترشوندگی بهعنوان پارامترهای خروجی بهینهسازی شدند.
حبیبی ادامه داد: نتایج تستهای آزمایشگاهی و صنعتی حاکی از آن است که اعمال پیش پوشش میانی با روش لایه نشانی الکترواسپارک به همراه بهینهسازی پارامترهای فرایند لحیمکاری منجر به افزایش حدود ۳۰۰ درصدی استحکام برشی اتصالات و افزایش عمر کاری ۲۰ برابری برای برخی ادوات صنعتی شده است. با این کار، لایه میانی با جنس آلیاژ مونل از طریق مقاوم شدن با تشکیل محلول جامد جانشینی و کند کردن نفوذ متقابل و در نهایت کاهش وسعت ناحیه تخلیه شده از کبالت در فصل مشترک سرمت/ آلیاژ لحیم، استحکام اتصالات را بهبود میبخشد.