یک نمونه برای ایجاد سه لایه سطحی جوش روی هم بدون پیشگرم

جزییات کامل هر نمونه به شرح زیر است:
پارامتر اول پیشگرم
حرارت مورد نیاز جهت پیشگرم نمودن نمونه ها که در سه دمای مختلف صورت می‌گیرد توسط کوره المنتی مقاومتی تامین می گردد.
نمونه شماره ۱) ایجاد یک لایه سطحی تحت دمای پیشگرم ۱۰۰ درجه سانتیگراد.
ابتدا نمونه را در کوره قرار داده و به مدت ۵ دقیقه در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده شد. سپس قطعه را از کوره درآورده و سریعاً جهت انجام جوشکاری آماده می شود. میزان دبی گاز نیز در این حالت lit/min15 است.
نمونه شماره ۲) ایجاد یک لایه سطحی تحت دمای پیشگرم ۱۵۰ درجه سانتیگراد.
ابتدا نمونه را در کوره به مدت ۵ دقیقه در دمای پیشگرم ۱۵۰ درجه سانتیگراد حرارت داده وسریعاً فرایند جوشکاری برروی ان انجام شد. و پس از اتمام جوشکاری در هوای آزاد سرد می شود.
نمونه شماره ۳)ایجاد یک لایه سطحی تحت دمای پیشگرم ۲۰۰ درجه سانتیگراد.
ابتدا نمونه را در کوره به مدت ۵ دقیقه و در دمای پیشگرم ۲۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده وسریعاً فرایند جوشکاری برروی ان انجام شد.
نمونه شماره ۴) ایجاد دو لایه سطحی تحت دمای پیشگرم ۲۰۰ درجه سانتیگراد.
نمونه را به مدت ۵ دقیقه در دمای پیشگرم ۲۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده و پس از پیشگرم کردن سریعاً نمونه را همانند نمونه‌های قبلی تحت فرایند جوشکاری قرار می گیرند. پس از اتمام جوشکاری سطحی لایه اول به مدت ۵ دقیقه صبر کرده تا حرارت وارده توسط جوشکاری^[۳۵] کاهش یابد. پس از اینکه میزان حرارت وارده کاهش پیدا کرد جوشکاری سطحی لایه دوم بر روی لایه اول را شروع کرده، پس از اتمام جوشکاری نمونه را در هوای آزاد سرد می کنیم.
نمونه شماره ۵ )ایجاد سه لایه سطحی جوش تحت دمای پیشگرم ۲۰۰ درجه سانتیگراد.
ابتدا نمونه را در کوره به مدت ۵ دقیقه و در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده و با توجه به اینکه شرایط جوشکاری یکسان می باشد به ترتیب جوشکاری لایه های اول و دوم و سوم را بر روی هم انجام داده و جهت سرد کردن آن را در شرایط هوای آزاد قرار می دهیم.
نمونه شماره ۶) ایجاد یک لایه سطحی جوش بدون پیشگرم.
در این حالت نمونه را بدون آنکه پیشگرم شود جوشکاری داده و باید توجه داشت که شرایط جوشکاری (آمپر ۱۵۷ و دبی گاز lit/min15) همانند نمونه های قبلی یکسان می باشد.
نمونه شماره ۷)ایجاد دو لایه سطحی جوش بدون پیشگرم
شرایط جوشکاری یکسان و نحوه جوشکاری نیز یکسان می باشد به طوری که پس از جوشکاری سطحی لایه اول، لایه دوم بر روی لایه اول جوشکاری می شود پس از اتمام جوشکاری نمونه در هوا سرد می شود.
نمونه شماره ۸) ایجاد ۳ لایه سطحی جوش بدون پیشگرم
شرایط جوشکاری یکسان و نحوه جوشکاری به همان صورتی است که قبلاً شرح داده شده به طوری که پس از جوشکاری لایه اول به ترتیب جوشکاری لایه دوم را روی لایه اول و جوشکاری لایه سوم را روی لایه دوم انجام می دهیم و در هوای آزاد سرد می کنیم.
نمونه شماره ۹) ایجاد یک لایه سطحی جوش تحت سرعت جوشکاری مختلف.
در اینجا پارامتر سرعت جوش متغیر می باشد. لذا مدت زمان جوشکاری از لحظه شروع تا پایان را توسط کرنومتر اندازه گرفته و یادداشت کرده و در انتها مدت زمان جوشکاری را با هم جمع کرده و نیز مسافت جوشکاری شده هر پاس را با هم جمع نموده که در نهایت سرعت جوشکاری با تقسیم مجموع مسافت جوشکاری شده بر مجموع مدت زمان جوشکاری شده بر حسب متر بر ثانیه بدست آمده که برای نمونه ی شماره ۹ سرعت به صورت زیر محاسبه شد.
باید تذکر داده شود که شرایط جوشکاری (آمپر ۱۵۷ و دبی گاز lit/min 15) یکسان می باشد.
نمونه شماره ۱۰)ایجاد یک لایه سطحی جوش تحت سرعت ۰/۰۰۳۰.
نحوه انجام جوشکاری و نحوه محاسبه آن مانند نمونه قبلی است با این تفاوت که میزان سرعت جوشکاری متفاوت می باشد:
نمونه شماره ۱۱ ایجاد یک لایه سطحی جوش تحت سرعت ۰/۰۰۲۶.
همانند نمونه های قبلی نحوه انجام جوشکاری شرایط جوشکاری و نحوه محاسبه آن یکسان است و تفاوت در میزان سرعت جوشکاری انجام گرفته می باشد.
بدین ترتیب سه سرعت جوشکاری مختلف ، و بدست آمد.
نمونه شماره ۱۲) ایجاد یک لایه سطحی با دبی گاز مختلف.
در این مرحله پارامتر متغیر میزان دبی گاز می باشد که با کم کردن میزان گاز خروجی توسط مانومتر نصب شده برروی کپسول آرگون بدست می آید لازم به ذکر است که مانومتر وسیله ایست که برای تنظیم گاز خروجی مورد نیاز جهت حفاظت منطقه جوش استفاده می شود.
نحوه جوشکاری مانند نمونه های قبلی است با این تفاوت که میزان دبی گاز خروجی کاهش یافته میزان آمپر نیز همان ۱۵۷ می باشد و میزان دبی گاز برای نمونه شماره ۱۲، ۷ لیتر بر دقیقه می باشد.
نمونه شماره ۱۳ )ایجاد یک لایه سطحی با دبی گاز مختلف.
میزان دبی گاز که lit/min 10 می‌باشد.
نمونه شماره ۱۴) ایجاد یک لایه سطحی با دبی گاز مختلف.
در این نمونه همانند نمونه های ۱۲ و ۱۳ اختلاف در میزان دبی گاز است که در این نمونه lit/min14 می‌باشد.
پس از آماده سازی نمونه ها جهت انجام آزمایشات مربوطه آنها را باید به ابعاد ۵/۲ ×۵/۲ سانتی متر برش داده، به این صورت که از منطقه جوش نمونه ها حداقل دو نمونه با ابعاد ذکر شده به وسیله دستگاه برش عمودی برش داده و پس از اتمام کار برش از هر نمونه ما دو شماره گذاری یکسان که همان شماره نمونه اصلی می باشد نام گذاری و در پایان ۲۸ نمونه که جهت آزمایشات سختی سنجی و مقاومت به سایش بایستی به کار روند. شکل ۳-۳ نمونه برش کاری شده به ابعاد ۵/۲ ×۵/۲ سانتی متر،جهت آزمایشات سختی سنجی و مقاومت به سایش
شکل ۳-۳: نمونه برش کاری شده به ابعاد ۵/۲ ×۵/۲ سانتی متر،جهت آزمایشات سختی سنجی و مقاومت به سایش

آزمایش میکروسختی
به منظور تعیین میزان سختی آزمایش میکروسختی از همه ی نمونه ها به عمل آمد.آزمایش ها به کمک دستگاه میکروسختی Coopa Haaresh انجام شد (شکل ۳-۴).
شکل ۳-۴: دستگاه میکروسختی.
آزمایش میکروسختی با نیروی ۵۰۰گرم که به مدت۱۵ ثانیه به نمونه اعمال می شد،انجام شد. از هر نمونه چهار آزمایش گرفته شد و میانگین سختی های حاصل به عنوان سختی هر نمونه در جدول سختی قرار داده شد.

بررسی خواص سایشی
به منظور بررسی مقاومت به سایش نمونه ها،آزمایش سایش از نوع پین ودیسک انجام شد( شکل ۳-۵ و ۳-۶).

شکل ۳-۵: دستگاه آزمایش سایش پین ودیسک.

شکل ۳-۶: دستگاه آزمایش سایش پین ودیسک. جزییات دستگاه.
قبل از انجام آزمایش، سطح مورد نظر نمونه ها جهت سایش، به کمک استون شستشو شد تا سطح کاملاً تمیز و عاری از مواد زائد باشد.
نیروی اعمالی در آزمایش سایش،۱۰نیوتن و میزان مسافت طی شده ۱۰۰ متر بود که با سرعت ۰.۱ متر بر ثانیه طی می شد. این مسافت بر روی دایره ای به قطر ۱۳ میلی متر طی می شد. قبل وبعد از هرآزمایش، نمونه ها به کمک ترازو با دقت ۰.۰۰۰۱ گرم وزن شد و میزان کاهش وزن محاسبه شد.
پس از انجام آزمایش های سایش،سطح سایش نمونه ها جدا شده و پس از مختصری تمیزکاری با بهره گرفتن از استون و مسواک،به منظور تعیین مکانیزم سایش،با میکروسکوپ الکترونیSEM مشاهده شدند.(شکل۳-۷) همچنین پین از جنس فولاد HSS استفاده شد. قطر پین ها۵ میلیمتر و طول آن ۵۰ میلیمتر بود.