بررسی تأثیر شکل هندسه پین ابزار بر خواص مکانیکی و ریزساختاری منطقه جوش در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی لب‌به‌لب AlMg6

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی مواد، جوشکاری، دانشکده مهندسی مواد، واحد شهر مجلسی، دانشگاه آزاد اسلامی، شهر مجلسی، ایران

2 استادیار، مرکز تحقیقات مهندسی پیشرفته، واحد شهر مجلسی، شهر مجلسی دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

3 دانشکده مواد، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

چکیده

در این تحقیق تأثیر شکل هندسه پین ابزار بر تغییرات خواص مکانیکی و ریزساختاری منطقه جوش و نزدیک به آن در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی لب‌به‌لب آلیاژ آلومینیومGost 4784-97 با استفاده از دو نوع پین ابزار مخروطی رزوه دار و استوانه‌ای بررسی شد. جهت مطالعه ریزساختاری از آزمون متالوگرافی توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترون روبشی و برای بررسی اثر چرخش پین بر خواص مکانیکی اتصال، از آزمون کششی و ریز سختی سنجی استفاده شد. نتایج آزمون متالوگرافی نمایانگر سطح ظاهری صاف و صیقلی نمونه‌های جوشکاری شده با پین استوانه‌ای رزوه ریز است. آنالیز EDS نشان‌دهنده رسوبات آلومینیوم، منیزیم، منگنز و آهن به رنگ روشن و رسوبات اکسیژن، منیزیم، آلومینیوم و سیلیسیوم به رنگ تیره در تصاویر بوده است. آزمون ریز سختی سنجی نشان داده که بیشترین میزان سختی در منطقه جوش توسط ابزار استوانه‌ای رزوه درشت حاصل‌شده و دلیل آن کار مکانیکی شدید و دمای بالا حین فرایند جوشکاری بوده که باعث تشکیل دانه‌های بسیار ریز در منطقه اغتشاش، به‌وسیله مکانیزم تبلور مجدد دینامیکی بوده است. استحکام کششی همه‌ نمونه‌های جوشکاری شده از استحکام کششی فلز پایه بیشتر بوده و این موضوع بیانگر عدم وجود عیوب در جوش‌ها و همچنین بیانگر به‌دست آمدن ریزساختار مناسب در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بوده که باعث بهبود خواص مکانیکی در منطقه جوش شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study of the effect of instrument pin geometry on mechanical and microstructural properties of the welding region in the process of friction stir butt welding of AlMg6

نویسندگان [English]

  • mahdi mehri 1
  • Mohammadreza KhanzadehGharahshiran 2
  • hamid bakhtiari 3
1 Faculty of Material Engineering, Majlesi Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran.
2 Faculty of Material Engineering, Majlesi Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran.
3 Materials and Energy Research Center, Materials Department, Karaj, Iran.
چکیده [English]

In this study, the effect of tool pin geometry on the mechanical and microstructural changes in the weld region and near it was investigated in the Friction Stir Welding process of butt joint of GOST 4784-97 aluminum alloy, using two types of threaded conical and cylindrical tool pins. To study the microstructure, a metallographic analysis using optical microscope and scanning electron microscope was used, and a tensile and micro hardness tests were used to investigate the effect of pin rotation on the mechanical properties of the joint. The results of the metallographic survey show a smooth and polished surface of the welded specimens with fine threaded cylindrical pin. The EDS analysis indicates the precipitates of aluminum, magnesium, manganese and iron in bright colors and the precipitates of oxygen, magnesium, aluminum, and silicon in the dark colors in the images. The micro-hardness analysis has shown that the highest degree of hardness in the weld region is obtained by coarse threaded cylindrical tool; and its reason was hard mechanical work and high temperature during the welding process, which led to the formation of very fine grains by the dynamic recrystallization mechanism, in the stir region. The tensile strength of all welded specimens was greater than the tensile strength of the base metal; and indicates that there are no imperfections in the welds, as well as an appropriate microstructure in frictional stir welding that improves the mechanical properties of the welded area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Friction Stir Welding
  • Gost 4784-97 aluminum alloy
  • Pin geometry
  • Mechanical properties