การกัดกร่อนและสมบัติเชิงกลของข้อต่อเชื่อมอลูมิเนียม 5083

1. พฤติกรรมการกัดกร่อนของข้อต่อเชื่อมอลูมิเนียม 5083สังเกตได้จากการทดสอบการแช่และน้ำหนัก-วิธีการสูญเสีย การทดสอบแรงดึงที่อุณหภูมิห้องดำเนินการบนข้อต่อ และการวิเคราะห์ลักษณะทางสัณฐานวิทยาด้วยกล้องจุลทรรศน์และการวิเคราะห์การแตกหักของข้อต่อที่เชื่อมโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด

ผลการวิจัยพบว่ามีคุณสมบัติการกัดกร่อนของรอยต่อรอยเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยด์ 5083 ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในภูมิภาคต่างๆ ความต้านทานการกัดกร่อนของบริเวณรอยเชื่อมนั้นแย่ที่สุด รองลงมาคือบริเวณที่ได้รับผลกระทบทางความร้อน- และโลหะฐานนั้นทนทานต่อการกัดกร่อน-มากที่สุด องค์ประกอบและโครงสร้างของพื้นที่เชื่อมarไม่สม่ำเสมอ และมีความเค้นตกค้าง ส่งผลให้มีความต้านทานการกัดกร่อนที่แย่ที่สุดในบริเวณนี้ หลังจากที่รอยเชื่อมสึกกร่อน โหมดการแตกหักจะเปลี่ยนไป และความแข็งแรงของรอยต่อจะหายไปอย่างร้ายแรง

2. การเชื่อมอะลูมิเนียมและโลหะผสมอะลูมิเนียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการขนส่งทางรถไฟในเขตเมือง เช่น-รถไฟความเร็วสูง รถไฟใต้ดิน รางเบา อุตสาหกรรมการทหาร ยานยนต์และเรือ อุตสาหกรรมถังเก็บน้ำ ฯลฯ และมีข้อกำหนดที่เข้มงวด เกี่ยวกับคุณภาพการเชื่อม องค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างจุลภาค และคุณสมบัติทางกลของรอยเชื่อมโลหะผสมอะลูมิเนียมมีความไม่สม่ำเสมอ และการมีอยู่ของการเปลี่ยนรูปในการเชื่อมและความเค้นตกค้างมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพการกัดกร่อนของข้อต่อ การกัดกร่อนของรอยเชื่อมมีผลกระทบอย่างมากต่อความน่าเชื่อถือของส่วนประกอบที่เชื่อมทั้งหมด

3- กระบวนการทดสอบ

โลหะพื้นฐาน:แผ่นโลหะผสมอลูมิเนียม 5083, T=3 มม.

ER5356 ลวดเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยด์พร้อมวัสดุเติม Ø1.6

วิธีการเชื่อม: การเชื่อมอาร์กอาร์กอนอิเล็กโทรดละลายสำหรับการเชื่อม,

กระแสเชื่อม: 120-140 A,

แรงดันในการเชื่อม: 21 ~ 23 V,

ความเร็วในการเชื่อม 400-600 มม./นาที

ก่อนทำการเชื่อม ให้ทำความสะอาดโลหะฐานและลวดเชื่อมตามต้องการ

การเตรียมตัวอย่างการกัดกร่อน: นำข้อต่อไปแปรรูปเป็นตัวอย่างขนาด 10 มม. × 10 มม. × 3 มม. ที่รอยเชื่อม ความร้อน-โซนที่ได้รับผลกระทบและโลหะฐานของรอยต่อแบบเชื่อมด้วยลวด EDM โดยมี 3 ชิ้นในแต่ละตำแหน่ง

ชิ้นงานทดสอบแรงดึง: เตรียมชิ้นงานทดสอบแรงดึงมาตรฐานตาม GB/T 228.1-2012 "วิธีทดสอบอุณหภูมิห้องสำหรับการทดสอบแรงดึงของวัสดุโลหะ" พร้อมชิ้นงานทดสอบแบบขนาน 5 ชิ้น และวัดคุณสมบัติทางกลของข้อต่อก่อนและหลังการกัดกร่อน

3.1 - การวิเคราะห์การกัดกร่อน

จากการเปรียบเทียบลักษณะทางสัณฐานวิทยาของการกัดกร่อน จะเห็นได้ว่าความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะพื้นฐานนั้นดีกว่าของรอยเชื่อมและความร้อน-โซนที่ได้รับผลกระทบ และการกัดกร่อนของบริเวณรอยเชื่อมนั้นรุนแรงที่สุด เนื่องจากรอยเชื่อมเป็นแบบหล่อเย็นอย่างรวดเร็วเป็น-โครงสร้างการหล่อ จึงเกิดข้อบกพร่องได้ง่ายภายใน องค์ประกอบและโครงสร้างไม่เท่ากัน มีความเค้นตกค้าง จึงมีความทนทานต่อการกัดกร่อนน้อยที่สุด และเนื่องจากปริมาณแมกนีเซียมของลวดเชื่อมนั้นสูงกว่าของโลหะพื้นฐาน ปริมาณแมกนีเซียมของรอยเชื่อมจึงค่อนข้างสูง เนื่องจากแมกนีเซียมมีแอกทีฟมากกว่าและความต้านทานการกัดกร่อนแย่กว่าอะลูมิเนียม ความต้านทานการกัดกร่อนของรอยเชื่อมจึงต่ำกว่าโลหะฐาน เนื่องจากสภาพการทำงานชุบแข็งของโลหะฐาน โครงสร้างค่อนข้างหนาแน่นและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ภายใต้การกระทำของวัฏจักรความร้อนในการเชื่อม เกรนของความร้อน-โซนที่ได้รับผลกระทบจะหยาบกว่า ดังนั้นความต้านทานการกัดกร่อนจึงแย่กว่าของโลหะพื้นฐานเล็กน้อย แต่ดีกว่าโซนรอยเชื่อม

3.2- คุณสมบัติทางกล

ตารางด้านล่างแสดงค่า Rm ของชิ้นงานทดสอบก่อนและหลังการกัดกร่อนของรอยเชื่อมโลหะผสมอะลูมิเนียม ก่อนที่ชิ้นงานทดสอบจะสึกกร่อน ตำแหน่งการแตกหักจะอยู่ในเขตความร้อน-ที่ได้รับผลกระทบ หลังจากที่ชิ้นงานสึกกร่อน ตำแหน่งการแตกหักอยู่ที่รอยเชื่อม และค่าความต้านทานแรงดึงเฉลี่ยอยู่ที่ 174 MPa การสูญเสียความแข็งแรงของตัวอย่างถึง 40 เปอร์เซ็นต์หลังการกัดกร่อน เนื่องจากบริเวณรอยเชื่อมมีการกัดกร่อนที่รุนแรงที่สุด พื้นที่เชื่อมจึงเป็นพื้นที่ที่อ่อนแอที่สุดของตัวอย่างการกัดกร่อน

4. บทสรุป

1. ประสิทธิภาพการสึกกร่อนในภูมิภาคต่างๆ ของ . มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญโลหะผสมอลูมิเนียมเชื่อมข้อต่อ ความต้านทานการกัดกร่อนของบริเวณรอยเชื่อมนั้นแย่ที่สุด รองลงมาคือโซนที่ได้รับผลกระทบทางความร้อน- และโลหะพื้นฐานนั้นทนทานต่อการกัดกร่อน-มากที่สุด

2. องค์ประกอบและโครงสร้างของพื้นที่เชื่อมมีความไม่เท่ากัน มีความเค้นตกค้างจากการเชื่อม ส่งผลให้มีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำในบริเวณรอยเชื่อมของรอยเชื่อม

3. หลังจากที่รอยเชื่อมสึกกร่อน โหมดการแตกหักของข้อต่อจะเปลี่ยนไป ส่งผลให้สูญเสียความแข็งแรงของข้อต่ออย่างร้ายแรง