تاثير سرعت چرخش و ابعاد شانه و پين ابزار با نسبت بهينه قطر شانه به قطر پين بر ساختار و خواص مكانيكي Al5083-H321 اتصال داده شده به روش FSW

Effect of Dimension and Rotation Speed of Bonding Tool on the Structural and Mechanical Properties of FS-welded AA5083-H321

در اين پژوهش براي اتصال دهي به روش جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي (FSW) بر ورق هاي Al5083-H321 از ابزار با هندسه پين مخروطي رزوه دار استفاده شد و تاثير قطرهاي مختلف شانه و پين و سرعت چرخش ابزار بر ساختار و خواص اصطكاكي مكانيكي اتصال مورد ارزيابي شد. مطالعات ساختاري حاكي از كاهش اندازه نواحي مختلف اتصالات با كاهش قطر شانه و قطر پين ابزار بوده است و در سرعت چرخش ابزار متوسط در مرز NZ و TMAZ عيب حفره افتاده بود. ارزيابي خواص كششي و سختي اتصالات نشان داد كه انتخاب قطرهاي كوچكتر شانه و پين ابزار منجر به افزايش سختي و نيز افزايش استحكام كششي اتصالات شده است كه علت آن ريزدانگي حاصله در موضع اتصال بوده است. از طرفي سرعت هاي چرخش ابزار بالا منجر به افزايش استحكام كششي اتصالات بدليل هم زدن مناسب و كاهش سختي نواحي مختلف بدليل فرايند نرم شدن شده بود، در حالي كه كاهش سرعت چرخش ابزار بدليل عدم همزدن كافي و در نتيجه عدم اتصال مناسب منجر به كاهش استحكام اتصالات شده بود. بررسي سطوح شكست نمونه هاي كشش آشكار نمود كه با افزايش قطر شانه و قطر پين و افزايش سرعت چرخش حضور ديمپل هاي و درصد تغيير فرم پلاستيك در نمونه هاي اتصال داده شده افزايش مي يابد.

In this study, for jointing in a way of FSW over the sheets Al5083-H321 was used from the tool with the geometry threaded conical pin and influence of different diameters shoulder and pin and tool rotation speed on the structure and mechanical properties were evaluated. Structural studies indicated a reduction in size of different areas of joints with reduce the diameter of the tool shoulder and pin and in average rotation speed of the tool was occurred defect cavity at the boundary TMAZ and NZ. Evaluation of mechanical properties and hardness of joints showed that selection of smaller diameters of tool shoulder and pin result in increasing hardness and tensile strength of joints that its reason is fine grain in jointing region. On the other words, high rotation speed of tool result in increasing the tensile strength of joints due to optimal stirring and redusing hardness of different areas due to annealing process, while reducing the tool rotation speed because inadequate stirring and consequently no proper joints result in reduce the strength of joints. Evaluation of fracture surfaces of tensile samples revealed that by increasing the shoulder diameter and pin diameter and rotation speed increase of the dimples and the percentage of plastic deformation in the samples.