بررسي خواص متالورژيكي و مكانيكي آلياژ آلومينيم 6T-7075 در جوش‌كاري اصطكاكي اغتشاشي با بكارگيري طراحي آزمايش به شيوه تركيب مركزي

The microstructure and mechanical properties of friction stir welded 7075-T6 aluminum alloy by the use of design of experiment

آلياژ آلومينيم 6T- 7075 با داشتن ويژگي‌‌هايي‌ نظير مقاومت به خوردگي مناسب، نسبت استحكام به وزن بالا و هدايت حرارتي خوب در مقابل روش‌هاي جوش‌كاري ذوبي قابليت جوش‌پذيري ضعيفي از خود نشان مي‌دهد. جوش‌كاري اصطكاكي اغتشاشي، يك فرايند جوش‌كاري نوين در حالت جامد بوده كه پارامترهاي مختلفي‌ در آن تاثير دارند. در اين تحقيق به بررسي تاثير پارامتر‌هاي مهم جوش‌كاري نظير سرعت دوراني، سرعت پيش‌روي و قطر شانه ابزار بر روي ريزساختار و خواص مكانيكي اتصالات جوش‌كاري شده با بكارگيري روش طراحي آزمايش به شيوه‌ي رويه پاسخ پرداخته شده است. نتايج به دست آمده نشان مي‌دهد كه براي دست يابي‌ به خصوصيات مكانيكي مطلوب، كليه پارامترها بايد در مقدار بهينه خود مورد استفاده قرار گيرند زيرا مقدار نا‌مناسب پارامترها باعث بروز مشكلاتي از جمله تشكيل عيوب، انحلال ذرات رسوب، رشد دانه‌ و در نهايت افت خواص مكانيكي خواهد شد. از مجموع بيست اتصال ايجاد شده، جوش توليدي در سرعت دوراني rpm ????، سرعت پيش‌روي mm/min ??? و قطر شانه ابزار mm ?? بهترين خواص مكانيكي و متالورژيكي را در مقايسه با ساير جوش‌ها از خود نشان داد.

The zinc containing aluminum alloy 7075-T6 is one of the strongest aluminum alloys that possess excellent combination of mechanical properties such as high strength to weight ratio, fatigue strength properties and good thermal conductivity. Generally the 7xxx series aluminum alloys are considered to be unweldable by traditional welding methods. Friction stir welding is a relatively new solid state process which is under the influence of different process parameters. In the current study, to investigate the effect of several main welding parameters such as rotational speed, traverse speed and tool shoulder diameter on mechanical and metalorgical properties of the joints, a Design of Experiment (DOE) was used with a Response Surface Methodology (RSM) approach to find the ideal process settings and achieve optimal performance. Results showed that to achieve sound defect free joints parameters should be optimized. When improper welding parameters are used, problems such as defect formation, precipitates dissolution and grain growth can deteriorate the mechanical properties of the joint. So, of the twenty joints fabricated using various welding parameters, the joint fabricated at a rotational speed of 1050 rpm, welding speed of 100 mm/min and shoulder diameter of 14 mm exhibited superior mechanical and metallurgical properties in comparison to other fabricated joints.