بررسي تجربي سرعت دوراني و سرعت پيشروي ابزار بر ميكرو سختي و ريز ساختار آلياژ آلومينيوم 5456 در فرايند جوشكاري اصطكاكي اختلاطي

Experimental evaluation of the tool rotation speed and feed rate on micro hardness and microstructure in friction stir welding process of aluminum alloy 5456

فرايند جوشكاري اصطكاكي اختلاطي، يك فرايند اتصال حالت جامد مي باشد كه در سال 1991 توسط موسسهTWIتوسعه داده شد. در پژوهش حاضر فرايند اتصال دهي ورق هاي آلياژي آلومينيوم 5456 در حالت لبه روي هم، به گونه‌اي كه ورق كار سرد شده H321 با ضخامت 5 ميليمتر بر روي ورق آنيل با ضخامت 5/2 ميليمتر قرار مي گيرد، صورت پذيرفت و تاثير هم زمان پارامترهاي سرعت دورانيو سرعت پيشروي ابزار بر ريزساختار و ميكروسختي در فرايند جوشكاري اصطكاكي اختلاطي مورد تحقيق قرار گرفت. نتايج نشان داد كه فرايند اصطكاكي اختلاطي موجب خرد شدن ذرات بين فلزي، همگن شدن ريز ساختار و ريز شدن دانه هاي ناحيه جوش مي شود. بررسي ها نشان داد كه افزايش سرعت دوراني و كاهش سرعت پيشروي (افزايش گام جوشكاري)، سبب افزايش حرارت ورودي، افزايش سيلان عمودي، بزرگي اندازه دانه شده و باعث مي شود سختي كاهش يابد. با بررسي دقيق تر مشاهده گرديد با افزايش سرعت دوراني از 250 دور بر دقيقه به 750 دور بر دقيقه در يك سرعت پيشروي و زاويه استقرار ثابت، اندازه دانه از 65/4 ميكرو متر به 89/7 ميكرو متر افزايش يافته و همچنين با افزايش سرعت پيشروي اندازه دانه‌ها از 11/7 ميكرومتر در سرعت 25 ميليمتر بر دقيقه به 77/4 ميكرومتر در سرعت 75 ميليمتر بر دقيقه كاهش مي يابد.

Friction stir welding is a solid state process which is developed by Twi institute in 1991. In present study, lap joint welding of 5456 aluminum alloy sheets were carried out whiles hard working H321 sheet with a thickness of 5 mm was on top of a 2.5 mm annealed sheet and the simultaneous effect of rotation speed and tool feed rate parameters on microstructure and micro hardness in friction stir welding were investigated. The results show that the friction stir welding causes crush between metal particles, Microstructure homogenization and fine weld beads. The studies showed that increase of rotation speed and reduction of feed rate (increase of welding pitch) causes increase of heat input, vertical flux, grain size and reduction in hardness. With a closer look It was seen that increase in rotation speed from 250 rpm to 750 rpm in constant feed rate and tool angle, increases the grain size from 4.65 micrometer to 7.89 micrometer and feed rate with increasing, the grain size reduced from 7.11 micrometer in speed of 25 mm/min to 4.77 micrometer in speed of 75 mm/min.