اتصال غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیم سری 5xxx به 7xxx با استفاده از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی خودواکنشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

چکیده

به منظور ارزیابی امکان اتصال همجنس و غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیم 5019 و 7039، ورق‌هایی به ضخامت 3 میلیمتر از این آلیاژها به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی خودواکنشی جوشکاری شدند. ابزار دوکی شکل شناور مورد استفاده برای جوشکاری از جنس فولاد گرم‌کار عملیات حرارتی شده، طراحی و ساخته شد. اثر متغیرهای مختلف فرآیند نظیر فاصله بین شانه‌ها، سرعت پیشروی و سرعت چرخش ابزار به منظور ایجاد اتصالی عاری از عیب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بازرسی چشمی و رادیوگرافی نشان داد که اتصال سالم در سرعت پیشروی mm/min 22 و سرعت چرخش ابزار rpm 1120 بدست می‌آید. نتایج آزمون کشش نشان داد که راندمان اتصال بدست آمده برای اتصال‌های 5019-5019، 7039-7039 و 7039-5019 به ترتیب 72، 76 و 5/91% است که از راندمان اتصال با روش‌های ذوبی بیشتر و قابل مقایسه یا بیشتر از راندمان اتصال با روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی معمولی است. ارزیابی میکروسکپی سطح شکست نمونه های جوشکاری شده نشان داد که برای اتصال‌های همجنس، مکانیزم شکست غالب، شکست نرم می‌باشد اما برای اتصال غیرهمجنس، مکانیزم غالب شکست ترد می‌باشد. ارزیابی سختی سطح مقطع عرضی قطعات جوشکاری شده در نزدیکی شانه بالایی و پایینی نشان داد که میزان سختی در نزدیکی شانه پایینی ابزار همواره بیشتر است. بیشتر بودن سختی در مجاورت شانه پایینی را می‌توان به دمای پایین‌تر قطعه در این ناحیه نسبت داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Dissimilar welding of 5xxx and 7xxx aluminum alloy by self-reacting friction stir welding method

نویسندگان [English]

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

In order to evaluate the possibility of the similar and dissimilar welding of 5019 and 7039 aluminum alloys, plates of 3 mm thick from this alloy were welded via Self-Reacting Friction Stir Welding (SRFSW) method. Floating bobbin tool was designed and manufactured from heat –treatable hot working steel to perform the welding process. The effect of various process variables such as the shoulders pinching gap, the tool transverse speed and the tool rotational speed were investigated to establish a defect-free joint. Following the visual inspection and X-ray radiography, it was found that a defect-free joint is obtained at the transverse speed of 22 mm/min and rotational speed of 1120 rpm. The results of tensile test, also, revealed that the joint efficiency of 5019-5019, 7039-7039 and 7039-5019 joints are 72, 76 and 91.5%, respectively. Accordingly, these amounts were more than the joint efficiency of the fusion welding, and comparable with/more than the joint efficiency of Conventional Friction Stir Welding (CFSW). Microscopic evaluation of the fracture surface of welded pieces indicated that the dominant fracture mechanism for similar joints is the soft fracture, while the one for non-similar fracture is the brittle fracture. Assessment of the cross-sectional hardness of the welded pieces near the upper and lower shoulders showed that the degree of hardness near the lower shoulder of the tool is always higher, which can be attributed to the lower temperature of the work piece in this area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dissimilar welding
  • self-reacting friction stir welding
  • floating bobbin tool
  • Mechanical properties
  • joint efficiency