تاثیر سرعت دورانی در جوشکاری اصطکاکی اختلاطی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال لبه روی‌هم آلیاژ Aa5456

فرآیند جوشکاری اصطکاکی اختلاطی، روش اتصال حالت جامدی است که بسیاری از عیوب رایج در روش‌های ذوبی را ندارد. در این فرآیند برای ایجاد جوش بهینه باید پارامترهای مختلف جوشکاری از جمله هندسه ابزار، سرعت دورانی و سرعت پیش‌روی بهینه گردد. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر سرعت دورانی جوشکاری اصطکاکی اختلاطی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال لبه روی‌هم آلیاژ 5456aa در حالت دوار است. بدین منظور، نمونه‌ها با سرعت‌های دورانی 300، 500، 700 و 900 دور بر دقیقه و سرعت جوشکاری 45 میلی‌متر بر دقیقه جوشکاری شدند. به‌طوری که ورق کارسرد شده 321h با ضخامت 5 میلی‌متر بر لوله‌ی آنیل شده به ضخامت 5/2 میلی‌متر در حالت lap joint قرار داده شدند. در ابتدا درشت ساختار و ریزساختار مقطع جوش توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترون روبشی مورد بررسی قرار گرفت. سپس پروفیل سختی و آزمون کشش نمونه‌ها به دست آمد و با یکدیگر مقایسه گردید. در نهایت سطح مقطع شکست برای تعدادی از نمونه‌ها، توسط میکروسکوپ الکترون روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی‌های درشت ساختاری و ریزساختاری نشان می‌دهد که افزایش سرعت دورانی سبب افزایش سیلان عمودی مواد، ارتفاع عیب هوک و اندازه دانه در دکمه جوش و همچنین ریز شدن رسوبات می‌گردد و بالعکس. با افزایش سرعت دورانی سختی جوش کاهش ولی عرض ناحیه جوش افزایش می‌یابد. بر اساس نتایج، نمونه جوشکاری شده با سرعت دورانی 700 دور بر دقیقه دارای جوش بسیار تمیز و بدون عیب است که در آزمون کشش از فلز پایه شکسته می‌شود.

Effect of Rotational Speed on Microstructure and Mechanical Properties of AA5456 Alloy Welded by FSWLap Joint

Friction stir welding process is solid state welding method that does not have many common defects in fusion methods. In this method for creating optimum weld, some parameters should be optimized, such as welding tool geometry, rotational speed and travel speed. The aim of this study was to investigate the effect of rotational speed on microstructure and mechanical properties of friction stir lap welding AA5456 in rotary state to optimize the parameter values. For this purpose, Welding process was performed in rotating state, rotating tool was plunged from the coldworked tube (AA 5456H321 with 5 mm thickness) surface into the surface of Annealed tube (AA 5456O with 2.5 mm thickness) and lap joints were produced by rotational speeds of 300, 500, 700 and 900 rpm and welding speed of 45 mm/min. Macro and microstructure of weld cross sections by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) were studied. Then the hardness profile and tensile shear test were obtained and compared to another. Finally the fracture surfaces of some samples were examined by using a scanning electron microscope (SEM). The Macro and microstructure results show that increasing of rotation speed, increases the vertical flow of material, the height of hook as well as finegrained sediments in the nugget zone. Increasing the rotational speed, decreases hardness of weld nugget. The results of tensile shear test show that the welding parameter of (700 rpm 45 mm/min) is the optimal combination of parameters in this study.