بررسي تأثير شكل هندسه پين ابزار بر خواص مكانيكي و ريزساختاري منطقه جوش در فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي لب‌به‌لب AlMg6

در اين تحقيق تأثير شكل هندسه پين ابزار بر تغييرات خواص مكانيكي و ريزساختاري منطقه جوش و نزديك به آن در فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي لب‌به‌لب آلياژ آلومينيومGost 4784-97 با استفاده از دو نوع پين ابزار مخروطي رزوه دار و استوانه‌اي بررسي شد. جهت مطالعه ريزساختاري از آزمون متالوگرافي توسط ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكترون روبشي و براي بررسي اثر چرخش پين بر خواص مكانيكي اتصال، از آزمون كششي و ريز سختي سنجي استفاده شد. نتايج آزمون متالوگرافي نمايانگر سطح ظاهري صاف و صيقلي نمونه‌هاي جوشكاري شده با پين استوانه‌اي رزوه ريز است. آناليز EDS نشان‌دهنده رسوبات آلومينيوم، منيزيم، منگنز و آهن به رنگ روشن و رسوبات اكسيژن، منيزيم، آلومينيوم و سيليسيوم به رنگ تيره در تصاوير بوده است. آزمون ريز سختي سنجي نشان داده كه بيشترين ميزان سختي در منطقه جوش توسط ابزار استوانه‌اي رزوه درشت حاصل‌شده و دليل آن كار مكانيكي شديد و دماي بالا حين فرايند جوشكاري بوده كه باعث تشكيل دانه‌هاي بسيار ريز در منطقه اغتشاش، به‌وسيله مكانيزم تبلور مجدد ديناميكي بوده است. استحكام كششي همه‌ نمونه‌هاي جوشكاري شده از استحكام كششي فلز پايه بيشتر بوده و اين موضوع بيانگر عدم وجود عيوب در جوش‌ها و همچنين بيانگر به‌دست آمدن ريزساختار مناسب در جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي بوده كه باعث بهبود خواص مكانيكي در منطقه جوش شده است.

In this study, the effect of tool pin geometry on the mechanical and microstructural changes in the weld region and near it was investigated in the Friction Stir Welding process of butt joint of GOST 4784-97 aluminum alloy, using two types of threaded conical and cylindrical tool pins. To study the microstructure, a metallographic analysis using optical microscope and scanning electron microscope was used, and a tensile and micro hardness tests were used to investigate the effect of pin rotation on the mechanical properties of the joint. The results of the metallographic survey show a smooth and polished surface of the welded specimens with fine threaded cylindrical pin. The EDS analysis indicates the precipitates of aluminum, magnesium, manganese and iron in bright colors and the precipitates of oxygen, magnesium, aluminum, and silicon in the dark colors in the images. The micro-hardness analysis has shown that the highest degree of hardness in the weld region is obtained by coarse threaded cylindrical tool; and its reason was hard mechanical work and high temperature during the welding process, which led to the formation of very fine grains by the dynamic recrystallization mechanism, in the stir region. The tensile strength of all welded specimens was greater than the tensile strength of the base metal; and indicates that there are no imperfections in the welds, as well as an appropriate microstructure in frictional stir welding that improves the mechanical properties of the welded area.