21688

21688

بررسي اثر متغيرهاي جوشكاري اصطكاكي همزدني روي اتصال لب به لب آلومينيوم به فولاد

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

1395

1398/4/4

دكتر مسعود گودرزي - دكتر سيد محمد علي بوترابي

مواد و متالورژي

هدف از پژوهش حاضر، ايجاد اتصال غير هم‌جنس آلومينيوم Al6061 به فولاد St52 با استفاده از فرآيند جوشكاري اصطكاكي همزدني و همچنين بررسي اثر سرعت پيشروي ابزار و مكان قرارگيري پين نسبت به درز اتصال بر ريزساختار و خواص مكانيكي اتصال حاصل است. با توجه به اينكه جوشكاري آلومينيوم به فولاد با استفاده از روش‌هاي ذوبي به دليل تشكيل تركيبات بين‌فلزي شكننده بسيار مشكل است از اين‌‌رو با استفاده از جوشكاري اصطكاكي همزدني سعي بر آن است كه با تعيين و انتخاب متغير‌هاي بهينه، بتوان به اتصالي با ريزساختار و خواص مكانيكي مطلوب دست يافت. اين تحقيق در شش سرعت پيشروي 16، 25، 40، 55، 70 و 85 ميلي‌متر بر دقيقه (با مكان قرارگيري پين ثابت mm 2/0) و سه مكان قرارگيري پين (با سرعت پيشروي ثابت mm/min 70)، كه مركز پين در سمت آلومينيوم قرار دارد و با انحراف 0 mm (لبۀ پين مماس با فولاد)، mm 2/0 و mm1 به سمت فولاد انجام شد. در شش سرعت پيشروي بالاترين استحكام كششي نهايي در سرعت mm/min 85 به مقدار MPa 200، و در سه مكان قرارگيري پين، بالاترين استحكام كششي نهايي در مكان mm 2/0 انحراف به سمت فولاد به مقدار MPa 175 بدست آمد. با توجه به نتايج آناليز تفكيك انرژي پرتو ايكس مشخص شد كه لايۀ تشكيل شده در درز اتصال عمدتاً شامل تركيبات بين‌فلزي است. همچنين مشاهده شد كه در اكثر نمونه‌هاي آزمون كشش، شكست در درز اتصال به‌دليل تشكيل لايۀ بين‌فلزي ضخيم و در منطقۀ اختلاط آلومينيوم، به‌دليل حضور تكۀ‌هاي فولادي اتفاق مي‌افتد. به‌دليل ريزساختارهاي متفاوت در مناطق مختلف جوش (منطقه¬هاي اختلاط، متأثر ترمومكانيكي و متأثر از حرارت) در سمت آلومينيوم و همچنين در سمت فولاد، مقادير سختي متفاوتي اندازه‌گيري شد. با استفاده از آزمون ريزسختي سنجي، بيشترين سختي در منطقۀ اختلاط آلوميـنيوم HV 75 و در سـمت فولاد به فاصله mm 2/0 از درز اتصال HV315 بدست آمد، كه بالاتر از فلزهاي پايه (فلز پايۀ آلومينيوم به‌طور ميانگين HV 53 و فلز پايۀ فولاد به‌طور ميانگين HV 245) است.

1398/11/15

Investigation the effect of friction stir welding Variables in aluminum 6061 to steel dissimilar welding

6/25/2019 12:00:00 AM

The purpose of this study was to create an aluminum 6061 to St52 steel dissimilar joint and to investigate the effect of the transverse speed of the tool and the position of the pin relative to the bonding joint by the friction stir welding process. Due to the fact that aluminum to steel welding is very difficult by fusion methods due to the formation of fractured intermetallic compounds, hence using friction welding, it is tried to find optimal parameters by choosing and selecting optimal microstructure and mechanical properties. this research was carried out in six transverse speed modes of 16, 25, 40, 55, 70 and 85 mm / min (with a constant pin position of 0.2 mm), and three positions of pin of 0.2 mm, 1 mm and 0 mm (with a constant transverse speed of 70 mm / min) in the deviation toward the steel. In six transverse speed modes, the highest ultimate tensile strength at 85 mm / min to 200 Mpa, and in three positions of pin, the highest ultimate tensile strength in the position of 0.2 mm deviation toward the steel to 175 Mpa was obtained. According to the results of the Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, an intermetallic layer formed in the joint is intermetallic compounds. in tensile specimens, fracture occurred mostly in the joints and the aluminum stir zone, due to the combination of thick intermetallic layer and steel fragments, respectively. In the weld area, different hardness values were measured due to different microstructures (SZ, TMAZ, HAZ). Using the micro hardness test, the hardness 75 HV in the aluminum mixing region and 315 HV the steel side close to the joint region is much higher than the base metals (Aluminum base metal is an average of 53 HV and an average metal base metal of 245 HV.