بررسی تاثیر فرآیند اصطکاکی اغتشاشی به وسیله‌ی ابزار دوشانه‌ای بر سختی و مقاومت به ضربه‌ی آلیاژ آلومینیوم 6061-t6

پژوهش حاضر به بررسی تاثیر سرعت های چرخشی گوناگون و جنس انتخاب شده برای ساخت ابزار دوشانه ای در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر تغییرات سختی و مقاومت به ضربه ی آلیاژ آلومینیوم 6061-t6 پرداخته است. بر اساس داده های حاصله، مطلوب ترین ابزار برای انجام این فرآیند باید از جنس فولاد گرمکار h13 بوده و طول پین آن نیز برابر ضخامت قطعه کار باشد. همچنین بهینه ترین نسبت میان قطر شانه های ابزار و طول پین، حدود 3 تا 5 می باشد. لذا ابزار طراحی شده برای انجام فرآیند مذکور، دارای قطر شانه های 20، قطر پین 6 و طول پین 4 میلی متر در نظر گرفته شد. نتایج نشان دادند که افزایش سرعت چرخشی بر کیفیت ظاهری اتصالات انجام شده تاثیر مطلوبی داشته و با بالا رفتن سرعت چرخشی در حین انجام عملیات جوشکاری نیز نیروی لازم برای شکست قطعه افزایش می یابد. نتایج آزمون ضربه شارپی نیز مبین تاثیر مستقیم سرعت چرخشی فرآیند بر انرژی مصرفی شکستن نمونه ها و طبیعتا تاثیر معکوس آن بر زاویه ی برگشت پرتابه می باشند. از انجام آزمون سنجش سختی میکروساختار نمونه ها نیز استنباط شد که افزایش سرعت جوشکاری در نهایت سختی جوش را بالا می برد. علاوه بر این، با بررسی ماکروساختار اتصالات نیز مشخص شد که افزایش سرعت دورانی بر کاهش عیوب آن ها تاثیر بسزایی دارد. در پژوهش پیش رو، تاثیر انتخاب فولاد hss به عنوان جنس ابزار دوشانه ای نیز مورد بررسی قرار گرفته که نهایتا فولاد گرمکار h13 و سرعت 1500 دور بر دقیقه به عنوان جنس و سرعت چرخشی مطلوب از نظر تاثیر در ویژگی های مکانیکی برای ساخت ابزار انتخاب گردید.

study of hardness and impact resistance in friction stir welding process with bobbin tool in aluminum 6061-t6 alloy

in this research the effect of different rotational speeds and different materials for producing the bobbin tool in friction stir welding process on hardness and impact resistance changes for aluminum 6061-t6 alloy is studied. according to the results, the most desirable tool to accomplish this process should be from h13 hot-work steel and the pin length should be as long as the work piece thickness. the most optimized ratio between tool shoulders diameter and pin length is about 3 to 5. accordingly, the designed tool for the mentioned process had 20 mm shoulder diameter, 6 mm pin diameter and 4 mm pin length. results showed that increasing the rotational speed had desirable effect on connections appearance quality and also cause raising the amount of consumed energy for breaking the work pieces and naturally it decreases the return angle of the projectile. microstructure hardness tests showed that welding speed increase caused welded zone grains size changing. so it will increase the weld hardness. furthermore, joints macrostructure’s defects were studied and determined that increasing rotational speed has good effect in decreasing these defects. also in this research, the effect of using hss tool as the bobbin tool material checked was investigated finally h13 was selected as the bobbin tool material due to the better strength in most other speeds. 1500 rpms selected as the best rotational speed in terms of affect on mechanical properties.