بررسی ریزساختاری اتصال نفوذی روکش تنگستن بر زیرلایه مولیبدن به روش سینترینگ پلاسمای جرقه‌‌ای

Abstract

در بسیاری از لامپ‌های تولید پرتو ایکس استفاده‌شده در صنعت پزشکی، مانند تجهیزات رادیولوژی و سی تی اسکن، برای ساخت قطعات حساس آند چرخان از روکش ضخیم تنگستن بر مولیبدن بهره‌گیری می‌شود. یکی از روش‌های اعمال این پوشش، فرایند جوشکاری سطحی است که در صورت کنترل ریزساختار فصل مشترک با فرایندهای پیشرفته نظیر سینترینگ پلاسمای جرقه‌ای (SPS) می‌تواند پاسخگوی نیازهای مهندسی برای کاربرد آند باشد. این روش با اعمال جریان مستقیم پالسی، نرخ‌های بالای حرارت‌دهی و نفوذ اتمی را ممکن می‌سازد و بهبود چشمگیری در بازده فرآیند اتصال ایجاد می‌کند. در این پژوهش، برای نخستین بار، مقاطع مدور تنگستن و مولیبدن خالص با استفاده از SPS به طور موفقیت‌آمیز جوشکاری شدند. تأثیر پارامترهایی مانند دمای جوشکاری، نسبت طول به قطر (L/D) و عملیات حرارتی پس از جوشکاری بر ریزساختار و عمق نفوذ جوش بررسی شد. افزایش دما از 1500 به C 1600 موجب افزایش پهنای فصل مشترک جوش از 2/1 به 8/1 میکرومتر شد. با این حال، در دمای C 1600 ناپیوستگی‌هایی در فصل مشترک مشاهده شد. در مقابل، جوشکاری در دمای C 1550 با پهنای فصل مشترک 7/1 میکرومتر (بیش از 4 برابر روش‌های نفوذی معمولی تحت شرایط دمایی و زمانی مشابه)، بهترین نتایج را ارائه داد. همچنین، عملیات حرارتی در دمای C 1450 در هیدروژن باعث بهبود کیفیت اتصال و رفع عیوب جوش شد. نتایج نشان داد تکنیک SPS می‌تواند پوشش تنگستن بر مولیبدن با کیفیت بالا و ریزساختار مطلوب ایجاد نموده و به پیشبرد فناوری‌های پوشش‌دهی و اتصال برای قطعات حساس کمک کند.