Published January 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Evaluation of microstructure and mechanical behavior of Aluminum 2024 and Stainless steel 304 GTAW joints
Creators
- 1. University of Engineering and Technology Taxila
Description
This study aims to evaluate the microstructure and mechanical behavior of aluminum 2024 and stainless steel 304 dissimilar joints. The gas tungsten arc welding (GTAW) process has been employed to weld base metals by inserting copper-nickel-based (Cu-10%Ni) filler metal. The effects of GTAW parameters such as welding current, welding speed, and gas flow on microstructure and tensile strength have been analyzed through the Taguchi method. Results revealed that tensile strength is primarily influenced by welding current, followed by speed and gas flow rate. The excellent joint strength of 138 MPa has been achieved by using Cu-10%Ni filler metal. The optimal combination of parameters, i.e., welding current of level 2 (80 A), welding speed of level 1 (100 mm/min), and gas flow rate of level 3 (10 l/min), has been obtained through SN ratio optimization. Microstructure and EDS analysis depicted that the weld zone of a high-strength joint contained fine dendrites and CuAl and NiAl solid solutions, while the weld zone of a low-strength joint featured coarse dendrites and brittle FeAl phases.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تهدف هذه الدراسة إلى تقييم البنية المجهرية والسلوك الميكانيكي لمفاصل الألومنيوم 2024 والفولاذ المقاوم للصدأ 304 غير المتشابهة. تم استخدام عملية اللحام بقوس التنغستن الغازي (GTAW) للحام المعادن الأساسية عن طريق إدخال معدن حشو أساسه النحاس والنيكل (Cu -10 ٪ Ni). تم تحليل تأثيرات معلمات GTAW مثل تيار اللحام وسرعة اللحام وتدفق الغاز على البنية المجهرية وقوة الشد من خلال طريقة Taguchi. كشفت النتائج أن قوة الشد تتأثر في المقام الأول بتيار اللحام، تليها السرعة ومعدل تدفق الغاز. تم تحقيق قوة مفصل ممتازة تبلغ 138 ميجا باسكال باستخدام معدن حشو نيكل Cu -10 ٪. تم الحصول على المزيج الأمثل من المعلمات، أي تيار اللحام للمستوى 2 (80 أمبير)، وسرعة اللحام للمستوى 1 (100 مم/دقيقة)، ومعدل تدفق الغاز للمستوى 3 (10 لتر/دقيقة)، من خلال تحسين نسبة SN. أظهر تحليل البنية المجهرية و EDS أن منطقة اللحام لمفصل عالي القوة تحتوي على تغصنات دقيقة ومحاليل صلبة CuAl و NiAl، في حين أن منطقة اللحام لمفصل منخفض القوة تتميز بتغصنات خشنة ومراحل FeAl هشة.Translated Description (French)
Cette étude vise à évaluer la microstructure et le comportement mécanique des joints dissemblables en aluminium 2024 et en acier inoxydable 304. Le procédé de soudage à l'arc au tungstène gazeux (GTAW) a été utilisé pour souder des métaux de base en insérant du métal d'apport à base de cuivre-nickel (Cu-10% Ni). Les effets des paramètres GTAW tels que le courant de soudage, la vitesse de soudage et le débit de gaz sur la microstructure et la résistance à la traction ont été analysés par la méthode de Taguchi. Les résultats ont révélé que la résistance à la traction est principalement influencée par le courant de soudage, suivi de la vitesse et du débit de gaz. L'excellente résistance du joint de 138 MPa a été obtenue en utilisant du métal d'apport Cu-10% Ni. La combinaison optimale de paramètres, c'est-à-dire le courant de soudage de niveau 2 (80 A), la vitesse de soudage de niveau 1 (100 mm/min) et le débit de gaz de niveau 3 (10 l/min), a été obtenue par optimisation du rapport SN. L'analyse de microstructure et EDS a montré que la zone de soudure d'un joint à haute résistance contenait de fines dendrites et des solutions solides de CuAl et NiAl, tandis que la zone de soudure d'un joint à faible résistance présentait des dendrites grossières et des phases de FeAl fragiles.Translated Description (Spanish)
Este estudio tiene como objetivo evaluar la microestructura y el comportamiento mecánico de las juntas disímiles de aluminio 2024 y acero inoxidable 304. El proceso de soldadura por arco de tungsteno gaseoso (GTAW) se ha empleado para soldar metales base mediante la inserción de metal de relleno a base de cobre-níquel (Cu-10% Ni). Los efectos de los parámetros de GTAW, como la corriente de soldadura, la velocidad de soldadura y el flujo de gas en la microestructura y la resistencia a la tracción, se han analizado mediante el método de Taguchi. Los resultados revelaron que la resistencia a la tracción está influenciada principalmente por la corriente de soldadura, seguida de la velocidad y el caudal de gas. La excelente resistencia de la junta de 138 MPa se ha logrado mediante el uso de metal de relleno de Cu-10% Ni. La combinación óptima de parámetros, es decir, corriente de soldadura de nivel 2 (80 A), velocidad de soldadura de nivel 1 (100 mm/min) y caudal de gas de nivel 3 (10 l/min), se ha obtenido a través de la optimización de la relación SN. El análisis de microestructura y EDS mostró que la zona de soldadura de una junta de alta resistencia contenía dendritas finas y soluciones sólidas de CuAl y NiAl, mientras que la zona de soldadura de una junta de baja resistencia presentaba dendritas gruesas y fases de FeAl frágiles.Files
matecconf_mtme2023_02007.pdf.pdf
Files
(24 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
|
24 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم البنية المجهرية والسلوك الميكانيكي لمفاصل الألومنيوم 2024 والفولاذ المقاوم للصدأ 304 GTAW
- Translated title (French)
- Évaluation de la microstructure et du comportement mécanique des joints Aluminium 2024 et Inox 304 GTAW
- Translated title (Spanish)
- Evaluación de la microestructura y el comportamiento mecánico de las juntas de aluminio 2024 y acero inoxidable 304 GTAW
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4380538124
- DOI
- 10.1051/matecconf/202338102007
References
- https://openalex.org/W2032069075
- https://openalex.org/W2036839861
- https://openalex.org/W2177189895
- https://openalex.org/W2222347273
- https://openalex.org/W2320090037
- https://openalex.org/W2810588028
- https://openalex.org/W3165804920
- https://openalex.org/W3200469124
- https://openalex.org/W4297518368
- https://openalex.org/W4313324119