اثر موقعیت ابزار بر خواص ساختاری و مکانیکی اتصال لب به لب آلیاژهای غیر همجنس آلومینیوم 2024 به 7075 جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی

در این پژوهش، اتصال لب به لب ورق آلیاژهای آلومینیوم 2024 و 7075 توسط فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی fsw انجام شد و اثر موقعیت ابزار به اندازه 1 میلیمتر از خط مرکزی اتصال به سمت پیشرونده (as) و پسرونده (rs) در سه حالت (1+ ، 0، 1) بر خواص ساختاری و مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور، آلیاژهای آلومینیوم 2024 و 7075 بترتیب بعنوان پیشرونده و پسرونده انتخاب شدند. در این روش اتصال، سرعت پیشروی 200 میلی متر بر دقیقه و سرعت چرخش ابزار 600 دور بر دقیقه انتخاب شد. بعد از انجام جوشکاری، ماکرو ساختار و ریزساختار مناطق مختلف جوش و سطوح شکست نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. همچنین جهت ارزیابی خواص مکانیکی از آزمون های ریزسختی (ویکرز) و کشش استفاده شد. از ماکرو ساختار حاصله مشاهده شد که در هر سه حالت اتصال fsw سطح جوش عاری از عیب یا هر گونه نقص دیگر (عدم نفوذ، تخلخل و غیره) است. با تغییر موقعیت ابزار، مورفولوژی ریزساختار جوش از حالت همگن به حالت حلقه پیازی تغییر کرد. همچنین با تغییر موقعیت ابزار به سمت as استحکام کششی به مقدار 17.5 درصد افزایش یافت ولی با تغییر موقعیت ابزار به سمت rs استحکام کششی به مقدار 13.3 درصد کاهش نشان داد. میزان سختی در تمامی نمونه ها تقریبا یکسان بود ولی در ناحیه جوش بیشترین میزان سختی مشاهده شد. بنابراین نتایج کسب شده نشان داد که با تغییر موقعیت ابزار به سمت as خواص مکانیکی نسبت به حالت بدون موقعیت و موقعیت به سمت rs بهبود یافت.

Effect of tool position on microstructural and mechanical properties of friction stir butt welded joint of AA2024–AA7075 dissimilar alloys

In this research, butt joining of Al2024 and Al7075 plates were performed by Friction Stir Welding (FSW) and the effect of tool position on microstructural and mechanical properties in about 1 mm from center line of joint towards the advancing side (AS) and the retreating side (RS) was investigated at three positions of +1, 0, 1 mm. In this regard, the plates of Al2024 and Al7075 were selected as the AS and the RS, respectively. In this joining method, transvers speed of 200 mm/min and tool rotation speed of 600 rpm were chosen. Macro and Micro structures of various welding areas and fractography of samples were evaluated by optical and scanning electron microscopies. In addition, mechanical properties were investigated using microhardness and tension tests. From the obtained macrostructures, it was observed that in all three joints, the surface of weld was without any defects (i.e., porosity, lack of penetration…). With varying tool offset position, welding microstructure morphology was changed from homogeneous mode to layer or onion ring shaped mode. Moreover, with varying tool position into the ASside, tensile strength increased about 17.5% as opposed to the zerotool position, but there was a decreasing about in tensile strength with changing tool position towards the RSside as compared with the zerotool position. Value of microhardness was approximately similar in all welded samples, but the highest value of hardness was observed at the weld zone (WZ). Thus, the obtained results showed that with varying tool position into the ASside, mechanical properties were improved as opposed to the zerotool position and tool position towards the RSside.