بررسی ریزساختاری و مکانیکی اتصال آلیاژ آلومینیوم 6061 با دستگاه توان بالای جوشکاری پرتو لیزر co2

یکی از روش‌های نوظهور در اتصال‌دهی فلزات مختلف استفاده از روش جوشکاری پرتوی لیزر در صنایع مختلفی نظیر حمل‌ونقل، هوافضا، ساخت رادار و دریایی بوده که باعث کاهش مصرف سوخت و در نتیجه کاهش آلودگی محیط‌ زیست خواهد شد. در این پژوهش به بررسی و مقایسه ریزساختار و خواص مکانیکی اتصالات مشابه و هم‌جنس آلومینیوم آلیاژ 6061 با ضخامت 2میلی‌متر با دستگاه جوشکاری پرتوی لیزر با توان بالای 5000وات پرداخته‌ شده است. موارد مورد بررسی شامل اثر پارامترهای جوش لیزر مانند توان، فرکانس و سرعت جوش بر خواص ریزساختاری و مکانیکی است. نتایج بررسی ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و روبشی نشان می‌دهد که در فرآیند به دلیل حرارت ورودی بالاتر و در نتیجه نرخ سردشدن کمتر می‌توان مشاهده کرد که ریزساختار جوش از فلز پایه تا مرکز ناحیه جوش از دندریتی ستونی تا ناحیه دندریتی موازی تغییر کرده و نهایتاً به ناحیه دندریتی هم‌محور رسیده است. آنالیز اسپکتروسکوپی اشعه ایکس انرژی متفرق (eds) نشان داد که تغییر قابل توجهی در ترکیب شیمیایی به وجود نیامده است. بررسی خواص مکانیکی با استفاده از سختی‌سنجی و آزمون کشش نشان داد که سختی کمتری در منطقه هم‌جوشی نسبت به سایر نواحی فلز پایه وجود دارد و نمونه‌های کشش از ناحیه جوش شکستند. همچنین استحکام کششی نمونه جوش بهینه تقریباً برابر نیمی از استحکام کششی فلز پایه است.

Microstructural and Mechanical Investigation of the Joint of Aluminum Alloy 6061 with CO2 Laser High Power Welding Machine

One of the emerging methods of joining various metals is the use of laser beam welding in a variety of industries such as transportation, aerospace, radar, and marine construction, which reduces fuel consumption and thus reduces environmental pollution. In this study, the microstructure and mechanical properties of similar joints of aluminum alloy 6061 with a thickness of 2 millimeters have been investigated by the laser beam welding method with a high power of 5000 watts. Examined items include the effect of laser welding parameters such as power, frequency, and welding speed on microstructural and mechanical properties. Microstructural analysis results using an optical and scanning electron microscope show that in the process, the microstructure of the weld in the base metal to the center of the weld region changed from the dendritic column to the parallel dendritic zone and eventually reached the equiaxed dendritic area, due to the higher input temperature and consequently less cooling rate. Energydispersive Xray spectroscopy (EDS) showed no significant change in the chemical composition. Investigating the mechanical properties using hardness measurement, and the tensile testing showed that the hardness in the fusion zone was lower than other base metal zones, and the optimized sample was failed in the weld zone. The tensile strength of the optimum welding sample is approximately equal to half the tensile strength of the base metal.