ارزيابي ريزساختار و خواص مكانيكي اتصال لبه رويهم جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي آلياژ آلومينيوم 6061 در سرعت هاي پيشروي متفاوت

Evaluation of Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir Lap Welded 6061 Aluminium Alloy at various welding speeds

در اين تحقيق ورق هايي از جنس آلياژ آلومينيوم 6061 با طرح اتصال لبه رويهم بوسيله روش جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي جوش داده شدند. تاثير پارامتر سرعت پيشروي ابزار روي ريز ساختار و خواص مكانيكي اتصالات جوشكاري شده مورد ارزيابي قرار گرفت. فرآيند جوشكاري در شرايط سرعت دوراني ثابت (1000 دور بر دقيقه) و سرعت هاي پيشروي متغيير ( 20 تا 60 ميليمتر بر دقيقه) انجام پذيرفت. نتايج حاصله نشان داد با افزايش سرعت پيشروي استحكام برشي-كششي و راندمان اتصال به ترتيب از حدود 126 تا 132 مگا پاسكال و از حدود 40/6 تا 42/5 درصد افزايش يافت. اگرچه ميزان متوسط سختي در ناحيه دكمه جوش (NZ) نسبت به ناحيه متاثر از حرارت (HAZ) با افزايش سرعت پيشروي افزايش يافت ولي اندازه متوسط دانه در ناحيه دكمه جوش و ناحيه متاثر از حرارت به ترتيب از حدود 43 به 32 ميكرومتر و از حدود 99 به 87 ميكرومتر كاهش يافت. همچنين ميزان پارامتر ضخامت موثر ورق (EPT) با افزايش سرعت پيشروي از حدود 3/4 تا4/1 ميليمتر افزايش يافت و باعث محدود شدن شكل و ابعاد عيب نازك شدگي از ناحيه دكمه جوش تا فصل مشترك نواحي دكمه جوش و متاثر از كار مكانيكي (TMAZ) گرديد. حالت و شيوه شكست در اتصالاتي با بالاترين استحكام برشي-كششي بصورت جدايش ورق در امتداد عيب نازك شدگي در سمت پيشرو در درون ناحيه دكمه جوش نمايان شد.

In this research the AA 6061-T6 aluminium alloy plates were welded by friction stir lap welding method. The effect of welding speeds on micro- and macro-structures and mechanical properties was investigated. The welding process was conducted by welding speed in the range 20-60 mm/min at constant rotation speed of 1000 rpm. The results showed that with increasing of welding speed, tensile shear strength and joint efficiency were increased from about 126 to 132 MPa and from about 40.6 to 42.5 (%), respectively. Although average micro-hardness of the weld nugget zone (WNZ) rather than the heat affected zone (HAZ) were increase with increasing welding speed, the average grain size in the WNZ and in the HAZ was decreased from about 43 to 32 µm and from about 99 to 87 µm, respectively. Due to increasing welding speed, the EPT with an increase in welding speed the hooking and thinning defects were gradually restricted from the WNZ to the WNZ/TMAZ interface. The fracture mode within the highest tensile shear strength joints was denoted as plate separation along the hook throughout the stir zone.