جوشکاری همزن اصطکاکی
در نشریات گروه مواد و متالورژی-
در پژوهش حاضر به بررسی خواص مکانیکی و ریزساختار ورق های فولاد زنگ نزن گرید L316 جوش داده شده به روش جوشکاری مقاومتی نقطه ای با استفاده از لایه واسط مس پرداخته شد. در همین راستا دو حالت، یکی بدون استفاده از لایه واسط و دیگری با استفاده از لایه واسط مس در جریان های مختلف اتصال داده شدند. به منظور انتخاب جریان بهینه برای هر دو نوع اتصال ابتدا آزمون کشش انجام شد. پس از آن بررسی های ریزساختاری، ارزیابی های ریزسختی، توزیع عنصری و حالت شکست بر روی نمونه های بهینه انجام شد. بنابر نتایج بدست آمده با افزایش جریان الکتریکی حرارت ورودی در حوضچه جوش تا حد مناسبی بالا رفته و خواص مکانیکی با ریزتر شدن دانه های ناحیه جوش بهبود یافته است. همچنین بدلیل بهینه بودن جریان الکتریکی در هر دو نمونه "با و بدون" لایه واسط، هر دو نمونه دچار شکست محیطی شدند که نشان از استحکام بالای فصل مشترک و نقطه جوش آن ها دارد. تغییرات ترکیب شیمیایی در نواحی مختلف جوش ناچیز بوده و توزیع عناصر در تمامی نواحی یکنواخت گزارش شد. همچنین بیشترین سختی با حرکت از سمت فلز پایه به سمت مرکز جوش به فلز جوش اختصاص داشت و سپس به ترتیب فلز پایه و ناحیه متاثر از حرارت قرار داشتند. با نتایج بدست آمده از بررسی های ریزساختاری نیز مطابقت داشت.
کلید واژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی، مس، آلومینیم، پودر نیکلIn this research, the mechanical and microstructural properties of AISI 316L sheets welded by RSW method using copper interlayer were investigated. In this regard, two types of connections were made, one without the use of an interlayer and the other with the use of a copper interlayer in different currents. In order to choose the optimal current for both types of connections, tensile tests were first performed, and microstructural, microhardness, elemental evaluation and failure mode tests were conducted on the selected samples. According to the obtained results, by increasing the electric current, the heat input in the welding pool is sufficiently high and the microstructural and mechanical properties of the welding zone were improved(Conversion of coarse grain to fine grain). Also, due to the optimality of the electric current in both samples with and without the interface layer, both samples had environmental failure, which indicates the high strength of the interface and their welding point. Changes in the chemical composition in different welding zones were insignificant and the distribution of elements was uniform in all zones. Also, the hardness changes from the base metal to the center of the welding zone were in the order of welding zone > base metal > heat-affected zone, which was consistent with the results obtained from the microstructural investigations. According to the results obtained for both cases with and without the use of an interface layer, the resistance spot welding method showed a successful connection for both types of cases.
Keywords: AISI 316L Sheet, Copper Interlayer, Resistance Spot Welding -
در این پژوهش، تاثیر پودر نیکل به عنوان لایه واسط و عمق نفوذ ابزار بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصالات لب روی هم ورق آلومینیم 1050 (ورق فوقانی) و مس خالص (ورق تحتانی) هر دو به ضخامت 2 میلیمتر بررسی شده است. جهت اضافه نمودن پودر نیکل از یک شیار تراشیده شده به عرض و عمق 1 میلیمتر در کف ورق آلومینیم استفاده گردید. جوشکاری همزن اصطکاکی لب روی هم با استفاده از ابزار فولاد گرم کار با قطر شانه، قطر و ارتفاع پین به ترتیب برابر با 16، 4 و 1/2 میلیمتر، سرعت چرخش ابزار 950 دور بر دقیقه، سرعت پیشروی ابزار 85 میلیمتر بر دقیقه، زاویه ابزار 2 درجه و عمق نفوذ ابزار متفاوت برابر با صفر، 05/0 و 1/0 میلیمتر انجام شد. نتایج نشان داد که در نمونه ای با عمق نفوذ صفر، به دلیل عدم تولید حرارت کافی و تغییرشکل پلاستیک مناسب و متعاقب آن ایجاد عیوبی مانند نقص های تونلی اتفاق افتاد. با افزایش عمق نفوذ ابزار به 05/0 میلیمتر، ترکیبات بین فلزی Al3Ni2، Al7Cu4Ni و Cu3.8Ni به صورت یکنواخت و نازک در ناحیه فصل مشترک تشکیل شده و منجر به بهبود کیفیت اتصال و افزایش استحکام کششی تا 2/185 مگاپاسکال و کرنش شکست 7/8 درصد شد. در نمونه ای با عمق نفوذ 1/0 میلیمتر، ترکیبات بین فلزی ضخیم تر تشکیل شدند که با وجود افزایش سختی موضعی، منجر به کاهش استحکام کششی و کرنش شکست به ترتیب به 6/136 مگاپاسکال و 7/6 درصد گردید. این مطالعه نشان می دهد که در شرایط تهیه نمونه های جوشکاری در تحقیق حاضر، عمق نفوذ 05/0 میلیمتر بهینه ترین شرایط را برای جوشکاری همزن اصطکاکی لب روی هم آلومینیم-مس در حضور پودر نیکل فراهم می کند.
کلید واژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی، مس، آلومینیم، پودر نیکلIn this research, the effect of nickel powder as an interlayer and the tool penetration depth on the microstructure and mechanical properties of lap joints between aluminum 1050 (top sheet) and pure copper (bottom sheet), both with a thickness of 2 mm, was investigated. Nickel powder was added through a machined groove with a width and depth of 1 mm at the base of the aluminum sheet. Friction stir lap welding was performed using a hot work steel tool with a shoulder diameter of 16 mm, a pin diameter of 4 mm, a pin height of 2.1 mm, a rotational speed of 950 rpm, a feed rate of 85 mm/min, a tool tilt angle of 2°, and varying tool penetration depths of 0, 0.05, and 0.1 mm. The results revealed that in the sample with a 0 mm penetration depth, due to insufficient heat generation, defects such as tunnel voids were formed. Increasing the penetration depth to 0.05 mm resulted in the formation of uniform and thin intermetallic layers, including Al3Ni2, Al7Cu4Ni, and Cu3.8Ni at the interface, which enhanced joint quality and increased tensile strength to 185.2 MPa with a fracture strain of 8.7%. In the sample with a 0.1 mm penetration depth, thicker and less uniform intermetallic layers were formed, which, despite locally increasing hardness, led to a decrease in tensile strength and fracture strain to 136.6 MPa and 6.7%, respectively. This study demonstrates that under the conditions of this research, a tool penetration depth of 0.05 mm provides the optimal conditions for FSLW of aluminum-copper alloys using nickel powder.
Keywords: Friction Stir Welding, Copper, Aluminum, Nickel Powder -
ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرهمجنس آلومینیم 1050 به فولاد زنگ نزن 316L در جوشکاری همزن اصطکاکی
هدف از انجام این پژوهش، بررسی تغییرات سرعت چرخشی و پیشروی ابزار بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال در جوشکاری همزن اصطکاکی آلومینیم 1050 و فولاد زنگ نزن L316 است. به همین منظور کیفیت اتصال، ریزساختار، ضخامت و نوع ترکیبات بین فلزی، آزمون سختی و کشش بر روی اتصال مورد بررسی قرار گرفت. انتخاب مناسب پارامترهای جوشکاری باعث به وجود آمدن اتصال با خواص متالورژیکی و مکانیکی مناسب می شود. در این تحقیق، دو سرعت چرخشی rpm 560 و 900 و چهار سرعت پیشروی mm/min60، 80، 100 و 125 به عنوان پارامترهای متغیر انتخاب شدند. ریزساختار از چهار ناحیه فلزپایه، ناحیه متاثر از حرارت، ناحیه تحت تاثیر عملیات ترمومکانیکی و ناحیه همزده تشکیل شد. در تمامی نمونه ها منطقه همزده شامل ریزساختار تبلورمجدد یافته با دانه بندی ریز هم محور بود. با توجه به نتایج آنالیز تفکیک انرژی پرتو ایکس مشخص شد که لایه تشکیل شده در فصل مشترک اتصال، ترکیب بین فلزی است. سختی ناحیه همزده در تمامی نمونه ها به دلیل تشکیل دانه های ریز هم محور تبلورمجدد یافته و وجود ذرات فولادی بالاتر از فلز پایه آلومینیم بود. بهترین نمونه از لحاظ خواص مکانیکی، ریزساختاری و کیفیت اتصال در شرایط سرعت چرخشی rpm 900 و سرعت پیشروی mm/min 125 به دست آمد که مقدار استحکام برابر 84 مگاپاسکال با بازده %77 بود.
کلید واژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی، اتصال غیرهمجنس، فولاد زنگ نزن L316، آلومینیم 1050، ترکیب بین فلزی، ریزساختار و خواص مکانیکیMicrostructure and mechanical properties in dissimilar friction stir welding between aluminum 1050 and 316L stainless steelThe purpose of this research is to investigate the change of rotational speed and traverse speed on the microstructure and mechanical properties of the joint in friction stir welding of aluminum 1050 and 316L stainless steel. For this purpose, the microstructure, thickness of intermetallic compounds, hardness and tensile test on the joint were investigated. The proper selection of welding parameters leads to the creation of a joint with suitable metallurgical and mechanical properties. In this research, two rotational speeds of 560 and 900 rpm and four traverse speeds of 60, 80, 100 and 125 mm/min were performed. The microstructure consisted of four areas of the base metal, heat affected zone, thermo-mechanical affected zone and stir zone. In all the samples, the stir zone (SZ) contained a recrystallization microstructure with fine equiaxed grains. According to the Energy dispersive X-ray Spectroscopy results, an IMC layer formed in the joint interface. The hardness of the stir zone in all samples was higher than the aluminum base metal due to the formation of recrystallization fine equiaxed grains and the presence of steel particles. The best sample in terms of mechanical properties, mocrostructure and joint quality was obtained in the conditions of rotation speed of 900 rpm and advance speed of 125 mm/min. The strength was equal to 84 MPa with 77% efficiency.
Keywords: Friction stir welding, Dissimilar joint, 316L Stainless steel, Aluminum 1050, Intermetallic compounds, Microstructure, Mechanical .properties -
در این تحقیق، خواص ناحیه جوش همزن اصطکاکی مونل 400 شامل ریزساختار، زیرساختار و سختی مورد بررسی و مقایسه با فلز پایه قرار گرفت. برای این منظور، ورق مونل 400 به ضخامت 2 میلیمتر تحت جوشکاری همزن اصطکاکی در سرعت چرخش ابزار 400 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی ابزار 100 میلیمتر بر دقیقه قرار گرفت. برای آنالیز ریزساختار و مرزدانه ها در نواحی فلز پایه و ناحیه جوش از آنالیز پراش الکترون های برگشتی و برای بررسی زیرساختار از میکروسکوپ الکترونی عبوری بهره گرفته شد. همچنین، برای اندازه گیری سختی از آزمون میکروسختی استفاده گردید. نتایج نشان دادند که ریزدانه شدن، افزایش چگالی نابجایی و افزایش فاکتور تیلور، عوامل اصلی در بهبود سختی ناحیه جوش می باشند
کلید واژگان: مونل، جوشکاری همزن اصطکاکی، ریزساختارIn this study, the microstructure, substructure and hardness of the friction stir welded Monel 400 were investigated and compared with those of the base metal. For this purpose, the Monel 400 plates were friction stir welded at a tool rotational speed of 400 rpm, and a tool traverse speed of 100 mm/min. For characterizing the microstructure and grain boundaries in base metal and stir zone, the electron backscattered diffraction was utilized. The transmission electron microscopy was used for studying the substructures. In addition, microhardness test was conducted to hardness measurement. The results showed that the grain refinement, increasing in dislocation density and Taylor factor were the main reasons of the higher hardness of the stir zone.
Keywords: Monel, Friction Stir Welding, Microstructure -
صفحات برنجی تک فاز به ضخامت 2 میلیمتر با روش نورد تجمعی با سیکل های متفاوت 1 و 3 تحت تغییر شکل پلاستیک شدید قرار گرفتند. خواص مکانیکی از قبیل سختی، استحکام تسلیم و کششی نمونه ها با افزایش تعداد پاس های نورد تجمعی بهبود پیدا کردند. به نحوی که سختی از HV 95 در نمونه های آنیلی تا HV 225 در نمونه حاصل از 3 مرحله نورد تجمعی افزایش یافت و همچنین استحکام تسلیم و کششی نمونه های حاصل از نورد تجمعی به ترتیب تا 5 و 2 برابر نمونه های آنیل شده افزایش یافتند. جوش بدون درزی بر روی نمونه آنیل شده و همچنین ورق های فرآوری شده از فرایند نورد تجمعی با روش جوشکاری همزن اصطکاکی با سرعت چرخشی 400 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 100 میلیمتر بر دقیقه ایجاد گردید. مشاهدات ریزساختاری نشان دادند که ریزساختار هم محور و ریز مشابهی بر اثر وقوع تبلور مجدد دینامیکی در ناحیه همزده هر سه نمونه شکل یافته است. خواص مکانیکی نواحی اتصال با آزمون های سختی سنجی و کشش مطالعه گردید. نتایج حاصل از سختی سنجی نشان داد که مقادیر سختی در ناحیه جوش نمونه های نورد تجمعی به علت حرارت همراه با این فرآیند تاHV 110 کاهش یافته است. نتایج حاصل از آزمون کشش نشان داد که استحکام تسلیم وکششی نمونه های تهیه شده از مقطع جوش نمونه های نورد تجمعی به ترتیب 8/1 و3/1 برابر نمونه های کششی تهیه شده از مقطع جوش نمونه های آنیل شده است.
کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید، جوشکاری همزن اصطکاکی، برنج تک فاز، تبلور مجدد دینامیکیSingle phase brass strips with 2 mm thickness were severely deformed through 1 and 3 cycles of accumulative roll bonding process (ARB). ARB process effectively increased the hardness, yield strength, and the ultimate strength of the processed materials. The hardness of processed material increased from 95 HV in annealed material to 225 HV in 3 cycle ARBed material, and the yielding and ultimate strengths increased more than 5 and 2 times of the annealed sample, respectively. Friction stir welding (FSW) process was successfully conducted on the annealed and ARBed samples to investigate and compare the microstructure and the mechanical properties of the joints obtained in bead on plate configuration. Microstructural observations showed that very fine dynamically recrystallized grains developed in the stir zones (SZs) of all welded samples. Mechanical properties were evaluated by hardness and tensile testing. Hardness test for the ARBed and FS welded samples showed that the hardness value decreased by 110 Hv in the resultant SZs. Results of tensile testing revealed that yield and ultimate strength of the FS welded ARBed samples 1.3 and 1.8 times are greater than that of the annealed FS welded sample .
Keywords: Severe plastic deformation, Friction stir welding, Single phase brass, Dynamic recrystallization -
جوش های بدون درزی بر روی ورق های 2 میلیمتری فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 با روش جوشکاری همزن اصطکاکی با سرعت های پیشروی 150 میلیمتر بر دقیقه و سرعت های چرخشی 400 و 800 دور بر دقیقه ایجاد شد. مطالعات ریزساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به سیستم پراش الکترون های برگشتی انجام شد. نتایج نشان داد که کسر بزرگی از مرزدانه های کوچک زاویه با وقوع بازیابی دینامیکی در ناحیه متاثر از عملیات ترمومکانیکی شکل گرفت. درصد بیشتری از این مرزها در نمونه جوشکاری شده با سرعت 800 دور بر دقیقه به علت همراه داشتن حرارت و میزان تغییرشکل بالا توسعه یافت. کسر بزرگی از مرزدانه های بزرگ زاویه با وقوع تبلور مجدد دینامیکی پیوسته در ناحیه همزده هر دو نمونه تشکیل شد. ریزساختار ظریف تری در ناحیه همزده نمونه جوشکاری شده با سرعت چرخشی 400 دور بر دقیقه، به علت همراه داشتن حرارت ورودی پایین به دست آمد. تصویر قطبی صفحات {111} نشان داد که اجزای بافت برشی ساده در ناحیه همزده تشکیل شد و شدت مربوط به تصاویر قطبی با افزیش سرعت چرخشی افزایش یافت. توسعه اجزای بافت برشی ساده به طور ضمنی وقوع تبلور مجدد دینامیکی پیوسته را تایید می کند.
کلید واژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی، فولادهای زنگ نزن، بازیابی دینامیکی، تبلور مجدد دینامیکی، بافت برشیFriction stir welding was conducted on AISI 304 austenitic stainless steel sheet with dimensions of 100 mm × 100 mm × 2 mm. The FSW was performed at a welding speed of 150 mm/min and rotational speeds of 400 and 800 rpm. The results showed that high frequency of low angle grain boundaries (LAGBs) were formed through dynamic recovery in the thermo-mechanically affected zone (TMAZ). Higher amount of LAGBs were developed in the TMAZ of welded sample with 800 rpm due to the higher amount of strain and heat generated. High fraction of high angle grain boundaries were formed in the stir zone (SZ) of the welded samples through the occurrence of continuous dynamic recrystallization (CDRX). A very fine microstructure developed in the sampled welded with lower rotational speed. Analysis of texture using {111} Pole figures showed the formation of shear texture components in the SZ of both welded samples. The intensity of the obtained texture for the sample welded with 800 rpm was greater. The formation of shear texture components in the SZ of both samples implied the occurrence of CDRX mechanism
Keywords: Friction stir welding, Stainless steels, Dynamic recovery, Dynamic recrystallization, Shear texture -
جوش بدون درزی بر روی ورق 2 میلیمتری فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 با روش جوشکاری همزن اصطکاکی با سرعت چرخشی 400 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 50 میلیمتر بر دقیقه ایجاد گردید. مشاهدات ریزساختاری توسط میکروسکوپ نوری نشان داد که اصلاح ریزساختاری شدیدی در ناحیه جوش صورت گرفته است. همچنین، نتایج حاصل از آزمون پراش الکترون های برگشتی (EBSD) نشان داد که کسر بزرگی از مرزدانه های کوچک زاویه با وقوع بازیابی دینامیکی در ناحیه متاثر از عملیات ترمومکانیکی و کسر بزرگی از مرزدانه های بزرگ زاویه با وقوع تبلور مجدد دینامیکی در ناحیه همزده توسعه یافته اند. تصویر قطبی صفحات 100 نشان داد که اجزای بافت برشی A*1 و A*2 در ناحیه همزده بوجود آمده است.کلید واژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی، فولادهای زنگ نزن، بازیابی دینامیکی، تبلور مجدد دینامیکی، بافت برشیFriction stir welding (FSW) was conducted on AISI 304 austenitic stainless steel plate with 2 mm thickness. The FSW was performed at a welding and rotational speeds of 50 mm/min and 400 rpm, respectively. Microstructure observations by the optical microscopy showed that a severe grain refinement occurred in the stir zone (SZ). Electron backscattered diffraction analysis (EBSD) results indicated that high fraction of low angle grain boundaries (LAGBs) developed in the thermo-mechanically affected zone (TMAZ) through the occurrence of the dynamic recovery. Moreover, in the path from the TMAZ towards the SZ, the fraction of high angle grain boundaries (HAGBs) increased with decreasing the fraction of LAGBs through the occurrence of continuous dynamic recrystallization (CDRX). 100 Pole figure showed the formation of shear texture components of A*1 and A*2 in the SZ which implied the occurrence of CDRX mechanism.Keywords: Friction stir welding, Stainless steels, Dynamic recovery, Dynamic recrystallization, Shear texture
-
جوش بدون درزی بر روی ورق 2 میلیمتری فولاد زنگ نزن فریتی 430 با فرایند جوشکاری همزن اصطکاکی با سرعت چرخشی 400 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 50 میلیمتر بر دقیقه ایجاد گردید. مشاهدات ریزساختاری نشان داد که در ناحیه ریزساختاری متاثر از عملیات ترمومکانیکی جوش در اثر وقوع مکانیزم بازیابی دینامیکی کسر بزرگی از مرزدانه های کوچک زاویه تشکیل شده است. از طرف دیگر در ناحیه همزده جوش در اثر وقوع تبلور مجدد دینامیکی دانه های بسیار ریز به همراه کسر بزرگی از مرزدانه های بزرگ زاویه ایجاد شده است. همچنین، تصویر قطبی محاسبه شده نشان داد که بافت برشی در ناحیه همزده توسعه یافته است.
کلید واژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی، فولاد زنگ نزن فریتی، بازیابی دینامیکی، تبلور مجدد دینامیکی، بافت برشیFriction stir welding was conducted on a 430 austenitic stainless steel plate with thickness of 2 mm. The welding procedure was performed at a welding speed of 50 mm/min and rotational speed of 400 rpm. Microstructure observations showed high fraction of low angle grain boundaries formed in the thermo mechanically affected zone through the occurrence of dynamic recovery. Severe grain refinement took place in the stir zone with the formation of high fraction of high angle grain boundaries through dynamic recrystallization. Calculated pole figure showed that shear texture developed in the stir zone.
Keywords: Friction stir welding, Ferritic stainless steel, Dynamic recovery, Dynamic recrystallization, Shear texture -
در این پژوهش، اتصال دهی ورق نازک آلومینیم 7075-T6 بوسیله جوشکاری همزن اصطکاکی با موفقیت انجام شد. سرعت حرکت خطی جوشکاری مقدار ثابت 50 میلیمتر بر دقیقه و سرعت چرخشی ابزار 600، 1000 و 1600 دور بر دقیقه انتخاب شدند. با کمک میکروسکوپ الکترونی عبوری و سنجش پراش الکترون برگشتی، مکانیزم تغییرات ریزساختاری فلز جوش تعیین گردید. نتایج نشان داد حین فرآیند جوشکاری همزن اصطکاکی، پدیده هایی مثل رسوب گذاری، تبلور مجدد دینامیکی پیوسته، رشد دانه و همچنین انحلال رسوبات در ناحیه همزده جوش اتفاق می افتند که بر خواص مکانیکی اتصال تاثیر بسزایی دارد. همچنین در جوشکاری همزن اصطکاکی ورق نازک آلومینیم، عامل تعیین کننده ریز ساختار نهایی اتصال، کرنش مکانیکی پلاستیک فرآیند بوده و اثر آن بیش از حرارت ورودی جوشکاری می باشد.کلید واژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی، آلیاژ آلومینیم، تبلور مجدد، خواص مکانیکی، رسوب گذاریIn the present research, FSW of thin sheets of the 7075-T6 aluminum alloy were investigated. Welding speed was held at 50 mm/min. The tool rotational speeds were 600, 1000 and 1600 rpm. The microstructure was investigated by both transmission electron microscope (TEM) and electron backscattered diffraction scans (EBSD). The results indicated that several phenomena occur instantly during FSW in the stir zone, such as precipitation, continuous dynamic recrystallization (CDRX), grain growth and precipitates dissolution which have a severe effect on the mechanical properties. It could also be concluded that for thin sheet of 7075-T6 aluminum alloy, plastic strain is the dominating factor over heat input of the FSW in determination of the microstructure of the weld zone.Keywords: Friction stir welding, Aluminum alloys, Recrystallization, Mechanical properties, Precipitation
-
در این مقاله، تاثیر سرعت چرخش ابزار بر روی خواص مکانیکی و خوردگی اتصال تیتانیوم خالص تجاری و آلیاژ آلومینیوم 5083، به روش همزن اصطکاکی، بررسی شده است. ابتدا با جوشکاری های مقدماتی محدوده پارامترهای لازم برای دستیابی به اتصال مناسب بدست آمده و سپس با تغییر سرعت چرخش ابزار، خواص مکانیکی و خوردگی نواحی متاثر از حرارت، ناحیه جوش و سطح مقطع جوش به کمک آزمون پلاریزاسیون تافل و روش طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی، بررسی شده و نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که رفتار خوردگی در اتصالات، از سرعت چرخش ابزار تاثیر پذیر بوده و نواحی جوش و متاثر از حرارت، مقاومت در برابر خوردگی ضعیف تری نسبت به فلزات پایه داشته اند.کلید واژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی، تیتانیوم خالص تجاری، آلومینیوم 5083، خواص مکانیکی، رفتار خوردگیIn this paper, the effect of tool rotation speed on the mechanical properties and corrosion behavior on dissimilar joints Friction Stir Welds between 5083 Aluminium alloy and pure Titanium is investigated. At first, with primary welding parameters range necessary to achieve suitable connection obtained and then by changing tool rotation speed, mechanical and corrosion properties of heat affected zones, welding zones and cross section zones, by using polarization Tafel test and Electrochemical Impedance Spectroscopy was investigated and the result were compared. the result indicates that corrosion behavior of connections, is impressionable of the tool rotation speed and welding zone and heat affected zones have weaker corrosion resistance compared to the base metals.Keywords: Friction Stir Welding, Commercially Pure Titanium, 5083 Aluminium Alloy, Mechanical Properties, Corrosion Behavior
-
پیچیدگی تغییر شکل پلاستیک حین جوشکاری همزن اصطکاکی سبب می شود که جهت گیری بافت در نقاط مختلف جوش تغییر کند. بنابراین، باید بافت اولیه حاصل از آزمون پراش الکترونهای برگشتی در چارچوب تغییر شکل برشی مرجع قرار نگرفته و انتقال بافت اولیه به چارچوب بافت برشی مرجع ضروری می باشد. در این پژوهش، به بررسی بافت جوش همزن اصطکاکی برنج تک فازی پرداخته شد. نتایج نشان داد که A_1^* (111)[1 ̅1 ̅2]،A_2^* (111)[112 ]، C {001}〈110〉 و گاوس {011}〈100〉 اجزاء اصلی تشکیل دهنده بافت در ناحیه جوش هستند. اجزاء بافت برشی (A_1^*، A_2^* و C) نشان دهنده تبلور مجدد دینامیکی پیوسته به عنوان سازوکار غالب و حضور بافت گاوس تاییدکننده تبلور مجدد دینامیکی ناپیوسته به عنوان سازوکار محتمل دیگر در پیدایش ریزساختار نهایی تعیین شد. در این پژوهش، ابتدا پوشش اکسید تیتانیم متخلخل حاوی کلسیم فسفات (CaP) بر روی زیر لایه تیتانیم خالص تجاری (CP-Ti) به وسیله فرآیند اکسیداسیون میکروقوس (MAO) در ولتاژهای مختلف 300، 330 و V 360 به مدت پنج دقیقه ایجاد شد. سپس، پوشش شیشه زیست فعال 45S5 (BG) به وسیله فرآیند لایه نشانی الکتروفورتیک (EPD) بر روی زیرلایه اصلاح شده، تشکیل شد. ترکیب فازی، عوامل ساختاری، ریز ساختار و ترکیب شیمیایی میان لایه MAO ایجاد شده در ولتاژهای مختلف و پوشش BG، به ترتیب به وسیله پراش اشعه ایکس (XRD)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی تفرق انرژی (EDS) بررسی شد. رفتار حرارتی پوشش BG به وسیله آنالیز هم زمان گرماسنجی افتراقی (DSC) و توزین حرارتی (TG) مطالعه شد. میکروساختار به دست آمده بعد از اصلاح CP-Ti به روشMAO در ولتاژ V 360، نشان داد که لایه سطحی میکرومتخلخل TiO2 به طور گسترده ای با خوشه های به هم پیوسته هیدروکسی آپاتیت (HA) با نسبت کلسیم به فسفر نزدیک به استخوان تشکیل می شود. اندازه گیری های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) و آزمون ریزخراش نشان دادند که استفاده از پوشش BG بر روی CP-Ti اصلاح شده با استفاده از ترکیب روش های MAO و EPD باعث افزایش مقاومت به خوردگی و چسبندگی پوشش به زیرلایه می شود. ورق آلومینیوم 1050 تغییر شکل شدید یافته تحت فرایند اصطکاکی اغتشاشی در شرایط مختلف فرآوری بدون نانوذرات در دمای اتاق و فرآوری به همراه نانوذرات در محیط نیتروژن مایع قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری نشان داد که پس از سه پاس فرآوری، توزیع مناسبی از نانوذرات در منطقه اغتشاش یافته حاصل می شود. هم چنین مطالعات پراش الکترون های بازگشتی (EBSD) از منطقه مذکور مبین این مساله است که در مقایسه با نمونه تغییرشکل شدید یافته و فرآوری شده بدون نانوذرات و در دمای اتاق، فرآوری به همراه نانوذرات و در محیط نیتروژن مایع از وقوع رشد دانه شدید در منطقه اغتشاش یافته جلوگیری به عمل می آورد و ساختار بسیار ریزدانه حاصل می کند. به علاوه، استفاده از نانوذرات و محیط خنک کننده تغییری در جهت گیری ترجیحی دانه ها و سازوکار تبلور مجدد در منطقه اغتشاش یافته ایجاد نمی نماید. بررسی ها حاکی از آن است که سازوکار تبلور مجدد در منطقه اغتشاش یافته، بازیابی دینامیکی و تبلور مجدد دینامیکی پیوسته می باشد و در شرایط فرآوری در محیط نیتروژن مایع، تبلور مجدد دینامیکی ناپیوسته نیز به طور محدودی اتفاق می افتد. نتایج سختی سنجی نشان داد که استفاده هم زمان محیط خنک کننده و نانوذرات تاثیر چشمگیری بر بهبود خواص مکانیکی ناحیه اغتشاش یافته دارد.فرآیند \\\\\\\«فعال سازی مذاب توسط کرنش (SIMA) \\\\\\\» یک فرآیند نیمه جامد است که به منظور تشکیل ساختار گلبولی در آلیاژ ها به کار گرفته می شود. در این فرآیند، آلیاژ مورد نظر ابتدا تحت کرنش قرار می گیرد و سپس در دمای نیمه جامد به مدت مشخصی نگه داری می شود. در این پژوهش، از فرآیند SIMA برای تشکیل ساختار گلبولی در آلیاژ آلومینیوم 7075 استفاده شده و تاثیر چهار عامل مقدار کرنش، دمای اعمال کرنش، دمای نگه داری نیمه جامد (کسرحجمی مذاب) و زمان نگه داری نیمه جامد بر روی اندازه متوسط دانه ها و هم چنین ضریب شکل آن ها مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. نتایج نشان داد که نمی توان یک سازوکار خاص را برای گلبولی شدن دانه ها در فرآیند SIMA در نظر گرفت. بلکه با توجه به مقدار کسر حجمی مذاب و مقدار کرنش، سازوکار غالب متفاوت خواهد بود و بیشترین رقابت بین تبلور مجدد و ذوب داخلی دانه ها اتفاق می افتد. هم چنین نتایج نشان داد که در فرآیند SIMA ، درصد ازدیاد طول به طور قابل ملاحظه ای نسبت به حالت T6 افزایش می یابد در حالی که استحکام کاهش زیادی ندارد.کلید واژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی، بافت، تفرق الکترونهای برگشتی، برنجComplex plastic deformation during friction stir welding causes variation of texture in different locations of the joint. Therefore, the as-acquired texture data from electron backscattered diffraction analysis are not often in the shear deformation frame of reference. In this study, the texture components of the friction stir welded single phase brass was studied. The results showed that the texture of the joint contained A_1^* (111)[1 ?1 ?2], A_2^* (111)[112 ? ], C{001}?110?, and Goss{011}?100? components. The existence of A_1^*, A_2^*, and C texture components revealed that the continuous dynamic recrystallization plays a dominant role in the microstructural evolution. In addition, the presence of Goss texture component showed that discontinues dynamic recrystallization may also participate in the new grain formation.Keywords: Friction stir welding, Texture, Electron backscattered diffraction, Brass
-
در این تحقیق جوشکاری فوم های آلومینیم خالص تجاری تولید شده به روش نورد تجمعی با استفاده از روش جوشکاری همزن اصطکاکی در سرعت های چرخشی 500، 700، 900 و rpm1100 و سرعت خطی mm/min 25 بررسی شده است. تمامی جوش ها به صورت بدون درز انجام شده است. برای بررسی درشت ساختار و سختی جوش های انجام شده، متالوگرافی نوری و آزمون ریزسختی و به منظور تعیین درصد تخلخل فوم آلومینیمی و بررسی تغییرات چگالی ناحیه ی جوش در سرعت های چرخشی متفاوت از آزمون ارشمیدس استفاده شد. نتایج حاصل نشان دادند که در یک سرعت خطی ثابت، افزایش سرعت چرخشی ابزار سبب افزایش چگالی ناحیه ی جوش شده و عیوب موجود در این ناحیه کاهش می یابد. همچنین نتایج حاصل از میکروسختی سنجی بیانگرافزایش سختی ناحیه ی جوش در اثر افزایش سرعت چرخشی ابزار است.
کلید واژگان: فوم آلومینیمی، جوشکاری همزن اصطکاکی، نورد تجمعیIn present study friction stir welding of commercially pure aluminum foams manufactured by accumulative roll-bonding process was investigated at rotational speeds of 500، 700، 900 and 1100 rpm and advancing speed of 25 mm/min. All welds were carried out bead on plate. Optical microscopy and microhardness tests were used to investigate the weldments microstructure and weld regions hardness، respectively. Aluminum foam porosity and density variation of weld region at different rotational speeds were evaluated by Archimedes’ principle. Results showed that increasing rotational speed at a constant advancing speed causes an increase in weld region density and a decrease in weld defects. Moreover، microhardness results showed that increasing the rotational speed results in an increase in weld region hardness.Keywords: Aluminum foam, friction stir welding, accumulative roll, bonding -
تغییرات ریزساختاری و بافت فولاد زنگ نزن دوپلکس در فرایند جوشکاری همزن اصطکاکی
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.