تشكيل تركيبات بين فلزي در فصل مشترك جوش نفوذي و جوش همزن اصطكاكي اتصال Al/Mg

Intermetallic compound formation at the Interface of Diffusion Bond and Friction Stir Weld of Al/Mg joints

اتصال آلياژ آلومينيوم 5083 و آلياژ منيزيم 31 AZ به دو روش جوشكاري نفوذي و جوشكاري همزن اصطكاكي (FSW) انجام شد. براي نمونه FSW از سرعت چرخش 400 rpm و سرعت حركت خطي 50 mm/min, استفاده شد. دماي اندازه گيري شده در اين نمونه تا بيشينه ° 435 سانتي گراددر اطراف سمت پيشرونده ابزار افزايش يافت. چرخه دمايي نمونه FSW نشانگر يك ترازشدگي در دماي حدود °430 سانتي گراد بود كه در حدود 8 ثانيه ادامه دارد. وجود اين ترازشدگي دمايي، مبين آن است كه با عبور پين از روي هر دماسنج، دما در آن دماسنج، ثابت باقي مي ماند. اين موضوع مي تواند مبين آن باشد كه احتمالا يك واكنش يوتكتيك اتفاق افتاده و همين موضوع سبب ثابت ماندن دما درلحظه عبور پين از روي دماسنج شده است. جوشكاري نفوذي در بيشينه دمايي كه در هنگام FSW تجربه مي شود (° 435 سانتي گراد) و مدت زمان اتصال دهي 60 دقيقه انجام شد. جوش داراي يك شكل نامتعارف در مركز جوش اتصال نفوذي بود كه سختي متفاوتي نسبت به دو فلز پايه از خود نشان داد. ناحيه داراي شكل نامتعارف در جوش نفوذي و فصل مشترك Mg و Al در جوش همزن اصطكاكي، هردو حاوي حجم زيادي از تركيبات بين فلزي Al12Mg17 بوده و سختي كاملا بالاتري در مركز جوش از خود نشان دادند. در تحقيق حاضر اين نظريه مطرح شده كه ذوب قانون مند و نفوذ در حالت جامد در فصل مشترك، باعث تشكيل تركيب بين فلزي Al12Mg17 به ترتيب در مركز جوش نفوذي و جوش همزن اصطكاكي شده است و همين امر باعث افزايش سختي در ناحيه جوش گشته است.

Dissimilar joining of Al5083 to MgAZ31 was performed through friction stir welding (FSW) and diffusion bonding (DB). A constant tool rotation rate of 400 rpm and travel speed of 50 mm/min was used for FSW. The peak temperature of this specimen was raised to maximum of 435°C at the advancing side of the FS weld. Thermal cycle of the FSW specimen showed a distinct plateau at about 430 °C, lasting for about 8 s. At the travel speed of 50 mm/min, the distance corresponding to 8 s is about7mm, which is the pin diameter. The presence of the temperature plateau indicates that the temperature at each thermocouple remained constant as the pin passed it. It further indicates that a eutectic reaction probably occurred, and kept the temperature constant as the pin passed by. The weld had an irregular shaped region in the weld center of DB weld and, having a different microstructure and hardness from the two base materials. The irregular shaped region in DB weld, contained a large volume of intermetallic compound Al12Mg17. The present study suggests that constitutional liquation and solid state diffusion at the interface resulted in the intermetallic compound formation in the weld center.