بررسی خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم-منیزیوم جوشکاری شده با فرآیندهای ذوبی و حالت جامد

آلومینیوم و آلیاژهای آن بویژه آلیاژ آلومینیوم-منیزیوم از دیرباز کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف نظیر صنایع هوایی و دریایی به دلیل نسبت استحکام به وزن مطلوب، مقاومت خوردگی بالا و جوشکاری قابل قبول داشته است. روش‌های جوشکاری ذوبی و سنتی مثل جوشکاری قوسی تنگستن گازی همیشه به دلیل دسترسی خوب و خواص مورد قبول، انتخاب شده است اما دچار چالش‌هایی مثل ساختار ناهمگن، اعوجاج حرارتی بالا و احتمال بالای ایجاد عیوب جوشکاری می‌شوند. از این رو روش‌های جوشکاری ذوبی پیشرفته مثل جوشکاری پرتو لیزری توسعه یافته‌اند. این روش به دلیل تمرکز و چگالی بالای انرژی جوش عمیق‌تر و باریک‌تر را ایجاد می‌کند که این موضوع باعث کاهش اعوجاج حرارتی و عیوب جوشکاری نسبت به gtaw می‌شود اما همین امر باعث تبخیر شدید منیزیوم در حوضچه مذاب و در نتیجه تخلخل‌های گازی می‌شود. این چالش‌ها منجر به این شده است که برای جوشکاری این آلیاژها توجه خاصی به روش‌های جوشکاری حالت جامد بخصوص جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بشود. این روش‌ با ساختار همگن و ریزدانه و ثابت نگه داشتن ترکیب شیمیایی جوش و همچنین حذف عیوب ناشی از انجماد و حساسیت به تمیزکاری سطوح جوشکاری خواص مکانیکی مطلوبی را حاصل می‌کند. در این پژوهش به مقایسه خواص مکانیکی بدست آمده از آزمون کشش عمود به جوش و تصاویر سطوح شکست میکروسکوپ الکترون روبشی نمونه‌های جوشکاری شده با این سه روش پرداخته شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که استحکام و انعطاف‌پذیری روش‌های ذوبی افت چشم‌گیری نسبت به فلز پایه داشته است که روش lbw با اختلاف کمی نسبت به gtaw وضعیت مطلوب‌تری داشته است. نمونه‌های fsw با اختلاف کمی نسبت به فلز پایه تنها 10 و 9 درصد کاهش استحکام و حتی افزایش ازدیاد طول را داشته است. عیوب جوشکاری و تخلخل‌های گازی در سطوح شکست در جوشکاری‌های ذوبی و همچنین شکست نرم با دیمپل‌های ریز در fsw در تصاویر سطوح شکست مشاهده شده است.