بررسی اثر متغیرهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلیاژ az91 به تیتانیوم خالص تجاری

به منظور بررسی تاثیر پارامترهای سرعت چرخشی و زاویه ابزار بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلیاژ az91 منیزیم به تیتانیوم خالص تجاری،  ورق هایی در ابعاد 4×26×100 میلیمتر آماده سازی شدند. پارامترهای متغیر در این مطالعه سرعت چرخشی (800، 1200 و 2500 دور بر دقیقه) و زاویه ابزار (5/0، 1 و 3 درجه) تعیین شده و سرعت پیشروی ثابت و برابر 32 میلیمتر بر دقیقه در نظر گرفته شد. پس از اجرای جوشکاری نمونه‌ها جهت انجام بررسی‌های ریزساختاری و خواص مکانیکی (سختی و کشش) بر طبق استاندارد مربوطه آماده سازی شدند. بررسی‌های ریزساختاری نشان داد که ساختار ناحیه جوش cp-ti/az91 شامل دانه‌های کشیده آلفا بوده و ریزساختار منطقه اختلاط یافته در سمت آلیاژ منیزیم شامل دانه‌های هم محور α - منیزیم همراه با ترکیبات بین فلزی mg17al12 در زمینه می‌باشد. نتایج حاصل از آزمون کشش نشان داد که بیشترین مقدار استحکام کششی (160 مگاپاسکال) مربوط به سرعت چرخشی 2500 دور بر دقیقه و زاویه پین 1 درجه می‌باشد. همچنین مشخص شد که سرعت چرخشی 800 دور بر دقیقه همراه با سرعت پیشروی 32 میلیمتر بر دقیقه جهت جوشکاری نمونه‌های az91 به تیتانیوم خالص تجاری مناسب نبوده بطوری‌که این نمونه‌ها در حین فرایند آماده‌سازی دچار شکست شدند. از طرفی مشاهده شد که افزایش زاویه ابزار نسبت به قطعه کار در ابتدا منجر به افزایش استحکام قطعه از 141 مگاپاسکال به 160 مگاپاسکال شده و سپس تا 132 مگاپاسکال کاهش می‌یابد. از طرف دیگر نتایج حاصل از آزمون سختی سنجی ویکرز نشان داد که عدد سختی منطقه جوش به طور میانگین برابر 173 ویکرز بوده  و از سختی آلیاژ az91 (61 ویکرز) بیشتر و به سختی آلیاژ تیتانیوم (167 ویکرز) نزدیک می‌باشد.

the effect of the fsw variables on the microstructure and mechanical properties of the az91/cp-ti joint

in this study the effect of rotational speed and tool angle parameters on the microstructure and mechanical properties of the az91/cp-ti joint was investigated, for this reason the sheets with 4 x 26 x 100 mm dimensions were prepared and joint by fsw with different rotational speed (800, 1200 and 2500 rpm) and the tool angle (0.5, 1 and 3 degrees). after joining, the samples were cut and prepared for study of microstructural and mechanical properties. om and sem examination shows that the structure of az91/cp-ti nugget zone includes alpha grains and the microstructure of the mix zone on the az91 side includes α-magnesium coaxial grains with mg17al12 intermetallic compounds. the results of the tensile test show that the maximum tensile strength value (160 mpa) related to the rotation speed of 2500 rpm and the tool angle of 1 degree. it was also determined that the rotation speed of 800 rpm was not suitable for joining of az91/cp-ti. on the other hand, it was observed that by increasing the  tool angle the work piece, initially leads to an increases the strength from 141 mpa to 160 mpa and then decreases to 132 mpa. the results of the vickers hardness test show that the average of the nugget zone hardness was to 173, which is higher than the hardness of az91 alloy (61 vickers) and near to the hardness of cp-ti (167 vickers).