भंगुर Fe-Al यौगिकों का अस्तित्व स्टील/एल्यूमीनियम जोड़ के प्रदर्शन को प्रतिबंधित करता है। Ti फ़ॉइल लेज़र जोड़नाविलयन झलाईDP590 दोहरे चरण स्टील से 6022 तकअल्युमीनियममिश्र धातु को ओवरलैप स्टील-ऑन-एल्यूमीनियम कॉन्फ़िगरेशन में प्रदर्शित किया गया था, और टीआई फ़ॉइल को गणना की गई गठन एन्थैल्पी, गिब्स मुक्त ऊर्जा और लचीलापन/भंगुरता के आधार पर धातुकर्म प्रतिक्रियाओं में सुधार करने के लिए निर्धारित किया गया था। स्टील/एल्यूमीनियम जोड़ की सूक्ष्म संरचना और गुणों पर टीआई फ़ॉइल के प्रभाव की जांच की गई। नतीजों से यह पता चलाअंतरधात्विक यौगिक(आईएमसी), मुख्य रूप से तन्य Fe2Ti और उच्च संरचनात्मक स्थिरता के साथ कम-भंगुरता TiAl3, स्टील साइड में बने थे औरअल्युमीनियमपक्ष, क्रमशः. इंटरफ़ेस पर IMCs परत की मोटाई कम हो गई थी, जिसका अर्थ है कि Fe और Al के बीच प्रतिक्रियाओं को रोक दिया गया था और Fe-Al यौगिकों को दबा दिया गया था। अधिकतम लोड मान 0.03 मिमी-मोटाई-टीआई फ़ॉइल जोड़ने के साथ 1616.25 एन तक पहुंच गया, जो बिना जोड़े गए की तुलना में 27% वृद्धि का प्रतिनिधित्व करता है। तन्यता परीक्षण द्वारा यांत्रिक गुणों में सुधार का मूल्यांकन किया गयामाइक्रोहार्डनेसकी कमी के साथ अच्छी तरह सहमत हैभंगुरतागणना परिणामों से अनुमान लगाया गया है, इस प्रकार जोड़ों के यांत्रिक गुण काफी हद तक आईएमसी की लचीलापन/भंगुरता पर निर्भर करते हैं। इसके अलावा, ऊपरी दोहरे चरण वाले स्टील में गर्मी प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) में नरमी से बचा गया और पिघले हुए पूल पर अनाज को परिष्कृत किया गया। इसलिए, टीआई फ़ॉइल के जुड़ने से स्टील/एल्यूमीनियम जोड़ के प्रदर्शन में काफी सुधार हुआ है।
हाल ही में, ग्रीनहाउस प्रभाव जैसे गंभीर पर्यावरणीय संकट ने अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा संरक्षण और उत्सर्जन में कमी को लागू करने के लिए दुनिया भर का ध्यान आकर्षित किया है। ऑटो उद्योग में, वजन कम करना, विशेष रूप से स्टील/एल्यूमीनियम असमान धातुओं से बने हल्के ढांचे को नियोजित करना, एक कुशल तरीका साबित हुआ है और शोधकर्ताओं की रुचि बढ़ाता है। इसलिए, स्टील और एल्यूमीनियम के बीच विश्वसनीय कनेक्शन प्राप्त करना बहुत महत्वपूर्ण है। हालाँकि, थर्मल और भौतिक गुणों, जैसे कि पिघलने का तापमान और थर्मल विस्तार गुणांक, आदि में उनके उल्लेखनीय अंतर के कारण वेल्डिंग स्टील और एल्यूमीनियम के लिए एक बड़ी चुनौती पर विचार किया जाना चाहिए। स्टील और एल्यूमीनियम की वेल्डिंग प्रक्रिया में, Fe और Al के बीच प्रतिक्रिया के कारण भंगुर Fe-Al इंटरमेटेलिक यौगिक (IMCs) आसानी से बन जाते हैं, जो स्टील/एल्यूमीनियम जोड़ों के यांत्रिक गुणों को खराब कर देते हैं। इसलिए, धातुकर्म प्रतिक्रिया में सुधार करके संयुक्त गुणों को बढ़ाना आवश्यक है।
अब तक, स्टील और एल्यूमीनियम कनेक्शन के लिए विभिन्न वेल्डिंग तकनीकों का उपयोग किया गया है, जिसमें ठोस-अवस्था वेल्डिंग जैसे घर्षण हलचल वेल्डिंग, विस्फोट वेल्डिंग, प्रसार वेल्डिंग और प्रतिरोध स्पॉट वेल्डिंग, साथ ही फ्यूजन वेल्डिंग, उदाहरण के लिए, टीआईजी वेल्डिंग, आर्क शामिल हैं। वेल्डिंग, लेजर वेल्डिंग और लेजर ब्रेजिंग वेल्डिंग। जहां तक सॉलिड स्टेट वेल्डिंग के अनुप्रयोग का सवाल है, स्प्रिंगर एट अल। पाया गया कि जोड़ों की तन्यता ताकत को घर्षण हलचल वेल्डिंग के दौरान कम कार्बन स्टील और Al{3}}wt.%Si के दौरान Fe2Al5 परत की मोटाई द्वारा नियंत्रित किया गया था। हान एट अल. पुष्टि की गई कि दरार की शुरूआत विस्फोट वेल्डिंग द्वारा AA1050 एल्युमीनियम मिश्र धातु को SS41 स्टील से जोड़ने में FeAl3 चरण के कारण हुई थी। किउ एट अल. एसपीसीसी स्टील में प्रतिरोध स्पॉट वेल्डिंग A5052 एल्यूमीनियम मिश्र धातु की जांच की और पता चला कि Fe2Al5 और FeAl3 से युक्त IMCs परत स्टील/एल्यूमीनियम इंटरफेस पर बनाई गई थी। उन्होंने सोचा कि जोड़ के यांत्रिक गुण इन आईएमसी से प्रभावित नहीं होंगे। पारंपरिक फ़्यूज़न वेल्डिंग के लिए, सॉन्ग एट अल। 5A06 एल्यूमीनियम मिश्र धातु और SUS321 स्टेनलेस स्टील को वेल्ड करने के लिए ताप स्रोत के रूप में TIG का उपयोग किया गया। उन्होंने घोषणा की कि जोड़ की औसत तन्यता ताकत 120 एमपीए तक पहुंच गई और दरारें η-Fe2Al5 IMCs के भंगुर चरण से उत्पन्न हुईं जब इसकी मोटाई 10 μm से अधिक हो गई। हुआंग एट अल. 5052 एल्यूमीनियम मिश्र धातु को हल्के स्टील से जोड़ने के लिए MIG-TIG डबल-साइडेड आर्क वेल्डिंग-ब्रेज़िंग तकनीक लागू की गई, और उन्होंने पाया कि लैमेलर Fe2Al5 और सुई जैसी FeAl3 ब्रेज़िंग इंटरफ़ेस पर मौजूद थे, जिससे दरारों की उत्पत्ति हुई। इसी तरह, सु एट अल। . आर्क वेल्डिंग के माध्यम से 5052Al मिश्र धातु और गैल्वेनाइज्ड माइल्ड स्टील को वेल्ड किया गया, उन्होंने यह भी साबित किया कि IMCs Fe2Al5, FeAl3 और Fe3Al से बने थे और जोड़ों को Fe2Al5 चरण और स्टील शीट के बीच इंटरफेस के साथ फ्रैक्चर किया गया था। इसके अलावा, Q235 लो-कार्बन स्टील को AA6061 एल्यूमीनियम से जोड़ने में लेजर वेल्डिंग-ब्रेजिंग विधि के उपयोग से Fe2Al5 परत से बने ब्रेजिंग इंटरफ़ेस पर सभी जोड़ विफल हो गए। उपरोक्त परिणामों के आधार पर, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि किस वेल्डिंग तकनीक का उपयोग किया गया था, स्टील/एल्यूमीनियम जोड़ की विफलता मुख्य रूप से इंटरफ़ेस पर बने भंगुर Fe2Al5 IMCs के कारण हुई थी। इसलिए, Fe-Al IMCs के गठन को कम करने या रोकने के लिए एक नए दृष्टिकोण के रूप में स्टील और एल्यूमीनियम के बीच इंटरलेयर जोड़कर धातुकर्म विनियमन के लिए यह आवश्यक है। अधिकांश अध्ययन स्टील को एल्युमीनियम से जोड़ने में इंटरलेयर जोड़ने के साथ इस तरह की वेल्डिंग विधि पर केंद्रित रहे हैं। गीत और अन्य. AISI 321 स्टेनलेस स्टील और 5A06 एल्युमीनियम को TIG वेल्डिंग-ब्रेजिंग द्वारा Si-एड के साथ जोड़ने में सफलता मिली और पता चला कि Fe-Al चरण τ5-Al7.2Fe1.8Si और θ-Fe (Al, Si)3 चरणों में बदल गया। , जो जोड़ के यांत्रिक गुणों के लिए फायदेमंद था। चेन एट अल. प्रदर्शित किया गया कि बिना जोड़े की तुलना में जोड़ों पर Al0.9Ni1.1 चरण का गठन किया गया था, जो इंटरफ़ेस पर धातुकर्म प्रतिक्रिया में सुधार कर सकता है और संयुक्त की कठोरता को बढ़ा सकता है। यांग एट अल ने कोल्ड मेटल ट्रांसफर वेल्डिंग के उपयोग से एल्यूमीनियम और Zn-लेपित कम कार्बन स्टील को वेल्ड किया है और बताया है कि स्टील की तरफ अवशिष्ट Zn की उपस्थिति के कारण भंगुर AlxFey चरण को दबा दिया गया था। हालाँकि, थर्मोडायनामिक गुणों और आंतरिक यांत्रिक गुणों की गणना का उपयोग करके इंटरलेयर तत्व की पसंद पर कोई व्यवस्थित अध्ययन नहीं बताया गया है।
इस पेपर में, विभिन्न बाइनरी प्रणालियों के मानक मोलर गठन एन्थैल्पी की तुलना करके मिश्र धातु तत्व को Ti के रूप में निर्धारित किया गया था, जिसमें वैकल्पिक तत्व और Fe और Al शामिल हैं। Ti तत्व जोड़ने के बाद संभावित चरणों और उनकी लचीलापन/भंगुरता की भविष्यवाणी प्रथम-सिद्धांत गणना द्वारा की गई थी। Ti फ़ॉइल के अतिरिक्त के साथ DP590 दोहरे चरण स्टील से 6022 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के लेजर फ़्यूज़न वेल्डिंग के प्रयोग ओवरलैप स्टील-ऑन-एल्यूमीनियम कॉन्फ़िगरेशन में किए गए थे। स्टील/एल्यूमीनियम जोड़ की सूक्ष्म संरचना और गुणों पर टीआई फ़ॉइल के प्रभावों की भी जांच की गई। तन्य Fe2Ti और कम-भंगुरता TiAl3 क्रमशः स्टील साइड और एल्यूमीनियम साइड में पाए गए, इंटरफ़ेस पर IMCs परत की मोटाई कम हो गई थी। बेहतर यांत्रिक गुण गणना परिणामों से अनुमानित कम भंगुरता के अनुरूप हैं। उपरोक्त शोध के माध्यम से, परियोजना के परिणाम स्टील/एल्यूमीनियम फ्यूजन वेल्डेड संरचनात्मक भागों के विकास और अनुप्रयोग के लिए नए विचार प्रदान करेंगे।
