Journal of Welding Science and Technology of Iran
نشریه علوم و فناوری جوشکاری ایران
JWSTI
Engineering & Technology
http://jwsti.iut.ac.ir
1
admin
2476-583X
2676-6787
fa
jalali
1398
10
1
gregorian
2020
1
1
5
2
online
1
fulltext
fa
جوشکاری لیزر غیرهمجنس سیمهای ارتودنسی آلیاژ حافظه دار NiTi به فولاد زنگ نزن آستنیتی
Dissimilar laser welding of NiTi shape memory alloy to austenitic stainless steel archwires
<span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">در این پژوهش اتصال غیرهمجنس سیمهای ارتودنسی آلیاژ حافظه</span></span></span> <span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">دار</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:9.0pt;">NiTi</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"> به فولاد زنگ نزن آستنیتی </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:9.0pt;">AISI 304</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"> بررسی شده است. به این منظور، سیمهای ارتودنسی رایج با سطح مقطع مستطیلی و ابعاد (635/0 × 432/0 میلی</span></span></span> <span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">متر) انتخاب و از تکنیک جوشکاری لیزر برای اتصال سیمها استفاده شد. ریزساختار اتصالهای بدست آمده با استفاده از میکروسکوپ نوری(</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:9.0pt;">OM</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:9.0pt;">SEM</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">) مجهز به آنالیز </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:9.0pt;">EDS</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"> و آنالیز پراش پرتو ایکس در مقیاس میکرو (</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:9.0pt;">Micro-XRD</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">) بررسی شد. همچنین از تکنیک میکرو سختی سنجی ویکرز برای ارزیابی خواص مکانیکی منطقه جوش استفاده شد. بررسیهای ریزساختاری نشان داد، ریزساختار حاصل از جوش لیزر این دو آلیاژ دارای ساختار دندریتی و غیرهمگن می</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-size:11.0pt;"></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">باشد.تشکیل ترکیبات بین فلزی ترد</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:9.0pt;">Fe<sub>2</sub>Ti</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:9.0pt;">Cr<sub>2</sub>Ti</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:9.0pt;">TiNi<sub>3</sub></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"> و </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:9.0pt;">Ti<sub>2</sub>Ni</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"> در حین جوشکاری باعث افزایش سختی منطقه جوش تا حدود 800 ویکرز شد. مشاهده شد تشکیل ترکیبات بین فلزی </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:9.0pt;">Fe<sub>2</sub>Ti</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"> عمدتا در منطقه جوش مجاور فصل مشترک ذوب فلز پایه </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-size:9.0pt;">NiTi</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"> علت اصلی افزایش شدید سختی این منطقه و درنتیجه تمرکز تنش، تشکیل میکروترک و افت خواص مکانیکی می</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-size:11.0pt;"></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">باشد. بنابرین یک فرآیند اصلاحی مناسب برای کنترل ترکیب شیمیایی منطقه جوش و بهبود خواص اتصال غیر همجنس این دو آلیاژ نیاز می</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-size:11.0pt;"></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">باشد.</span></span></span>
In this research, dissimilar welding of NiTi shape memory alloy to AISI 304 austenitic stainless steel Archwires was investigated. For this purpose, common straight orthodontic archwire with rectangular cross-section and dimensions of (0.635 × 0.432 mm) were selected and the laser welding technique was used to connect the wires. The microstructure, chemical composition and phasesin the weld zone of the joints werestudied with Optical microscopy (OM), Scanning electron microscopy (SEM) equipped with EDS analysis system, focused X-ray diffraction (Micro-XRD).Also, the mechanical properties of the weld zone were investigated by using Vickers microhardness test. Microstructure investigation showed that the obtained microstructure from the laser weld of these alloys has a dendritic and non-homogeneous structure. According to XRD analysis, brittle intermetallic compounds such as Fe<sub>2</sub>Ti, Cr<sub>2</sub>Ti, TiNi<sub>3</sub>, and Ti<sub>2</sub>Ni wereformed during laser welding in the weld zone. Formation of these brittle intermetallics caused increasing the hardness of the weld zoneabout 800 HV. and decreasing the mechanical properties. Also, Fe<sub>2</sub>Ti intermetallic particles mainly formed in the weld region near the NiTi fusion zone which results in stress concentration, micro-cracks formation and dropping joints mechanical properties. Therefore, a suitable modification process is required to control the chemical composition of the weld zone and improving the joint properties of dissimilar laser welded archwires of these alloys.
آلیاژ NiTi, فولاد زنگ نزن آستنیتی, سیم ارتودنسی, اتصال لیزر, ترکیبات بین فلزی.
NiTi alloy, Austenitic stainless steel, Orthodontic archwire, Laser welding, Intermetallic compounds.
135
146
http://jwsti.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-345-2&slc_lang=fa&sid=1
S.
Asadi
سعید
اسدی
10031947532846001855
10031947532846001855
No
دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران
T.
Saeid
توحید
سعید
10031947532846001856
10031947532846001856
Yes
دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران
A.
Valanezhad
علیرضا
والانژاد
10031947532846001857
10031947532846001857
No
دانشکده علوم دندانپزشکی، دانشگاه دانشگاه ناکاساکی، ناکاساکی، ژاپن
J.
Khalil Allafi
جعفر
خلیل علافی
10031947532846001858
10031947532846001858
No
مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران