ارزیابی استفاده از ابزار دوکی شکل شناور برای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی دوطرفه آلومینیم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی مواد، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران

چکیده

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، جایگزین مناسب روش جوشکاری با قوس – الکترود فلزی با گاز محافظ برای اتصال آلیاژهای آلومینیم در صنایع هوافضا و کشتی سازی است. اخیرا تکنیک جدیدی از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با عنوان جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با ابزار دوکی شکل شناور معرفی شده است که اجرای این فرآیند را با نیروی عمودی تقریبا صفر ممکن می‌سازد. از دیگر مزایای این تکنیک، می‌توان به جوشکاری دو طرفه همزمان و تقارن ناحیه اغتشاش در امتداد ضخامت اشاره کرد. تمرکز اصلی این مقاله بر استفاده از تکنولوژی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی دوطرفه با ابزار دوکی شکل شناور برای اتصال آلومینیم خالص تجاری است. ابزار مورد استفاده در این فرآیند از جنس فولاد گرم کار با سختی HRC 52 است که دارای دو شانه و یک پین استوانه‌ای رزوه‌دار است. پس از اجرای فرآیند جوشکاری، به منظور ارزیابی کیفیت اتصال آزمون‌های غیرمخرب بازرسی چشمی و رادیوگرافی و همچنین آزمون‌های مخرب کشش، خمش، سختی سنجی و متالوگرافی بر روی نمونه جوشکاری شده انجام شد. آزمون‌های غیرمخرب بی عیب بودن نمونه جوشکاری شده با پارامترهای بهینه را تایید کردند. نتایج آزمون کشش نشان داد که راندمان اتصال بسیار چشمگیر و در حدود 80 % بدست آمده است. علاوه بر استحکام کششی مطلوب، کرنش شکست نمونه جوشکاری شده در مقایسه با کرنش شکست فلز پایه رشد 80 % داشته است. لذا، توسعه و بهره‌برداری از این روش امکان رشد پتانسیل برای گسترش روشی ارزان قیمت، تکنیکی حالت جامد و قابل اعتماد، و امکان‌پذیری طراحی تجهیزاتی ارزان برای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به صورت متحرک را فراهم می‌آورد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessment of using the floating bobbin tool for double sided friction stir welding of aluminium

نویسندگان [English]

  • Mohammad Ali Naziri
  • Amin Rabiezadeh
Department of Materials Engineering, Shiraz Branch, Islamic Azad University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

The friction stir welding is a suitable substitute for gas metal arc welding for joining aluminum alloys in aerospace and shipbuilding industries. Recently a new friction stir welding method named floating bobbin tool friction stir welding has been introduced, that enables the implementation of this process with almost zero vertical force. Another advantage of this technique is the simultaneous double sided welding and the symmetry of the stirred region along the thickness. This paper focuses on the use of double sided friction stir welding technology with a floating bobbin tool for joining pure commercial aluminum. The tool used in this process was made from hot working steel with a hardness of 52 HRC. This tool has two shoulders and a threaded cylindrical pin. After performing the welding process, in order to assess the quality of the connection, non-destructive tests of visual inspection, radiography, as well as destructive tests of tensile, bending, hardness and metallography performed on a welded sample. Non-destructive tests confirmed the perfection of a welded sample with optimal parameters. The results of the tensile test showed that the connection efficiency was very significant and reached about 80%. In addition, the fracture strain of the welded sample was 80% higher than that of the base metal. Accordingly, the development and exploitation of this method provides the potential for the development of a low cost, solid state and reliable technology, and the feasibility of designing inexpensive equipment for mobile friction stir welding.

کلیدواژه‌ها [English]

  • CP- aluminum
  • Friction Stir Welding
  • double sided joining
  • Bobbin Tool
  • Mechanical properties