بررسي خواص ساختاري و مكانيكي اتصال غير همجنس ورق آلومينيم 5052 به آلياژ تيتانيم با فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي

The investigation of structure and mechanical properties Dissimilar joining of aluminum 5052 sheet to titanium alloy by friction stir welding

روش جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي مزاياي بسيار زيادي در اتصالات غير همجنس فلزات و آلياژها نسبت به روشهاي جوشكاري ذوبي دارا است. در اين مقاله اتصال لب به لب ورق آلياژ آلومينيم 5052 به آلياژ تيتانيم Ti–6Al–4V توسط جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي مورد مطاله قرار گرفته است. جوشكاري با استفاده از ابزار با پين هرم ناقص انجام شد. تاثير سرعت چرخشي و خطي بر خواص مكانيكي اتصال مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل نشان مي‌دهد كه انتخاب مناسب پارامتر‌هاي جوشكاري باعث بوجود آمدن اتصال با خواص متالورژيكي و مكانيكي مناسب مي‌شود. بيشترين استحكام كششي به ميزان 260 مگاپاسكال در سرعت چرخشي 500 دور در دقيقه و سرعت خطي 40 ميليمتر بر دقيقه بدست آمد كه اين مقدار حدود 94 درصد استحكام كششي آلياژ آلومينيم است. با افزايش سرعت چرخشي از 500 به 1000 دور در دقيقه به دليل افزايش بيش از حرارت ورودي باعث ايجاد ترك در محل اتصال شد. با اقزايش سرعت خطي از 40 به 60 ميليمتر بر دقيقه و در سرعت چرخشي 1000 دور در دقيقه اتصال سالم با استحكام كششي 192 مگاپاسكال حاصل شد كه دليل كاهش استحكام مي تواند ناشي از تشكيل تركيبات بين فلزي مانند TiAl3 در مقطع اتصال دو آلياژ باشد.

Friction stir welding (FSW) has many advantages in welding dissimilar joints in comparison with fusion welding methods. In this study, weld ability of butt joint of 5052 aluminum alloy and Ti6Al4V titanium alloy by FSW process has been studied and discussed. The welding was successfully performed by using a tool with frustum pin. The influences of both rotational and traverse speed of welding tool on mechanical properties are investigated. The results show that the metallurgical and mechanical properties improve by choosing appropriate parameters. The highest tensile strength of 260 MPa was obtained at rotational speed of 500 rpm and a 40 mm/min traverse speed, which was ~ 94% of the aluminum base metal tensile strength. As a result of increasing the rotational speed from 500 to 1000 rpm, high heat input can forms cracks at joint area. In rotational speed of 1000 rpm, increasing traverse speed from 40 to 56 mm/min leads to a sound joint with 192 MPa of tensile strength. This decreasing in tensile strength can be related to the formation of intermetallic compounds such as TiAl3, along the entire interface between the two alloys