بررسی اثر پارامترهای جوشکاری همزن اصطکاکی بر ریز ساختار و خواص مکانیکی آلیاژ 2024 آلومینیوم

جوشکاری همزن اصطکاکی نقطه ای زائده ای یک فرآیند حالت جامد است که از ابزار چرخشی شامل پروب و شانه ابزار استفاده می کند. این روش جوشکاری مورد توجه جوشکاری آلیاژ آلومینیوم و مواد غیرهمجنس قرار گرفته است. مشکل اصلی این روش یعنی ایجاد فرورفتگی ناشی از پین ابزار، منجر به محدودیت کاربرد آن شده است. این فرورفتگی علاوه بر ظاهر نازیبا، تاثیر مخربی بر روی مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی جوش دارد. برای حذف این فرورفتگی از سندان دارای زائده در زیر ورق ها استفاده شده و اثر پارامترهای سرعت چرخش ابزار و ارتفاع زائده بر خواص مکانیکی جوش آلیاژ آلومینیوم 2024 بررسی شده است. نمونه های جوشکاری با سرعت چرخش 1000، 1600 و 2000 دور در دقیقه در مدت زمان نگهداری 10 ثانیه انجام شد. میزان فروروی ابزار در سطح نمونه ها 0/1 میلیمتر، قطر ابزار 16 میلیمتر و زائده دایره ای شکل دارای قطر 7 میلیمتر با ارتفاع 0/2، 0/4 و 0/6 میلیمتر از سطح میز کار تعبیه شدند. ارزیابی های ریزساختاری و خواص مکانیکی نشان میدهد که این روش جدید دارای قابلیت ایجاد فصل مشترک متالورژیکی بدون عیب به همراه ساختار همگن و دانهریز در ناحیه جوش و استحکام مناسب است. مشاهدات ریز ساختاری نشان داد که در منطقه هم زده جوش تغییرات ساختاری زیادی نسبت به فلز پایه شامل تغییرات فازها، رسوبات و اندازه دانه ها رخ داده است. دلایل ایجاد این تغییرات ساختاری و نیز وابستگی این تغییرات به پارامترهای جوشکاری بررسی شدند. نتایج حاصل از آزمون میکرو سختی افزایش قابل ملاحظه سختی ناحیه هم زده جوش را نسبت به فلز پایه نشان می دهد. خواص مکانیکی نمونه های جوش به کمک آزمون کشش برش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از ارزیابی خواص مکانیکی شامل ماکزیمم نیرو، انرژی و مود شکست نمونه ها نشان داد که جوش های حاصل دارای استحکام بالا و قابل قبول است.

کلیدواژه ها:

جوشکاری همزن اصطکاکی نقطه ای زائده ای ، بررسی ریزساختاری ، رفتار مکانیکی ، آلومینیوم 2024