روكش‌كاري فولاد ساده كربني با لايه زنگ‌نزن آلومينيومي به روش جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي

Cladding of Carbon Steel with Aluminum Stainless Layer Using Friction Stir Welding Method

ايجاد پوشش بر روي قطعات فلزي در صنايع مختلف از جمله هوافضا، خودروسازي و نفت‌گاز از كاربرد بالايي برخوردار است. ايجاد يك لايه پوشش بر روي قطعات فلزي مي‌تواند امكان تأمين نمودن رنج وسيع‌تري از خواص مكانيكي، حرارتي و خوردگي را براي آن قطعه فراهم نمايد. فولادهاي ساده كربني امروزه بيش‌ترين سهم از مواد فلزي در صنايع مختلف را به خود اختصاص مي‌دهند، ايجاد يك لايه مقاوم به خوردگي بر روي اين فولاد‌ها مي‌تواند كاربرد اين قطعات در شرايط مختلف محيطي را با قيمت پايين فراهم نمايد. در اين پژوهش براي اولين بار پوشش‌دهي سطح فولاد كربني St37 با آلياژ آلومينيوم 6061-T6 به روش اصطكاكي اغتشاشي با موفقيت انجام گرفت. به‌منظور كنترل فرايند پوشش‌دهي، در ادامه اثر سرعت‌هاي دوراني و پيشروي بر خواص مكانيكي و ساختار پوشش ايجاد شده مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج تست كشش‌برش نشان مي‌دهد كه با افزايش سرعت پيشروي به‌دليل فورج بيشتر مواد و ورود همگن مواد به درون اتصال، استحكام برشي لايه پوشش داده شده افزايش پيدا مي‌كند. با كاهش سرعت دوراني و افزايش سرعت پيشروي گرماي ورودي كمتر مي‌شود و باعث كاهش حرارت ايجاد شده در اثر اصطكاك و جلوگيري از اغتشاش بيش از حد محل اتصال مي‌شود، در نتيجه استحكام برشي اتصال افزايش پيدا مي‌كند.

Cladding on metallic products is relatively applicable in industries, e.g. aerospace, automotive and oil. One layer cladding on metallic specimens could improve mechanical, thermal and corrosion resistance properties considerably. Nowadays carbon steels have the highest share of metallic materials among different industries. One layer cladding on this type of steel with the aim of enhancing the corrosion resistance could decrease the price of them when they are put into use in different conditions. In this study, for the first time, cladding of the carbon steel by 6061-T6 Al alloy via Friction Stir was carried out successfully. In order to control cladding, the effect of different rotational speeds and traverse speeds on mechanical properties and structure of cladded layer was inspected. Results of shear test showed that by increasing the traverse speed the shear strength of the cladded layer increases due to the addition of material into the joint area uniformly. By decreasing the rotational speed and increasing the traverse speed, the generated heat from friction decreases and prevents over-stirring in joint area and as a result the shear strength of the joint will increase.