بررسی خواص مکانیکی و ریزساختار جوشکاری آلیاژ آلومینیوم 2024-t3 به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی

با توجه به محدودیت¬های فرآیندهای ذوبی اتصال آلیاژ آلومینیوم 2024، در پژوهش حاضر از فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی استفاده شده است. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فرآیند نوینی جهت اتصال¬دهی آلیاژهای فلزی در حالت جامد می¬باشد که اخیرا به منظور اتصال فلزات غیرآهنی نظیر آلومینیوم، منیزیم و تیتانیوم کاربرد ویژه¬ای پیدا نموده است. در این روش جوشکاری سرعت چرخشی ابزار، سرعت پیشروی ابزار، فشار ابزار، زاویه انحراف ابزار و شکل هندسی پین ابزار تاثیر مهمی روی خواص و کیفیت جوش دارند. در تحقیق حاضر خواص کششی، رفتار شکست و ریزساختار اتصال ورق¬های با ضخامت mm 3 در سرعت¬های چرخشی و پیشروی گوناگون مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا سعی شد با جوشکاری¬های مقدماتی و تغییر در نسبت پارامترهای سرعت چرخش ابزار و سرعت جوشکاری محدوده پارامترهای لازم برای دستیابی به اتصال جوش مناسب از نظر ظاهری و بدون عیب تونلی معمول بدست آید. سپس تاثیر این متغیرها بر روی خواص مکانیکی اتصالات جوشی حاصل به کمک تست¬های سختی سنجی ، کشش و متالوگرافی بررسی شد. از ابزار با پین استوانه¬ای دارای رزوه و پین استوانه¬ای ساده در این پژوهش استفاده شد. ریزساختار توسط میکروسکوپ¬های نوری و الکترونی روبشی بررسی شد. آزمایش¬های کشش و سختی در عرض اتصال انجام گرفت. نتایج بیانگر آن است که اتصالات جوشی رفتار مکانیکی ضعیف تری نسبت به فلز پایه داشته اند. همچنین با کاهش نسبت سرعت چرخشی به پیشروی ابزار، خواص مکانیکی اتصالات جوشی افزایش و میزان ازدیاد طول کاهش پیدا می¬کند. مشاهدات ریزساختاری و نتایج ریزسختی در سطح فوقانی اتصال¬ها، نشان از ایجاد دانه¬های هم محور ریز و تبلور مجددیافته¬ای در ناحیه مرکزی جوش دارد که به مراتب از دانه¬های فلز پایه ریزتر است. همچنین بیشترین سختی در منطقه جوش در ناحیه nz است که سختی این منطقه حدودا hv 125 است. استحکام کششی نهایی و استحکام تسلیم با افزایش نسبت سرعت بهبود می¬یابد و بهترین ترکیب از این دو خاصیت در مقایسه با فلز پایه، در اتصال با سرعت چرخشی rpm1045 و سرعت پیشروی mm/min 100 با استفاده از ابزار دارای پین استوانه¬ای رزوه¬دار به دست آمد. با بهبود خواص کششی، محل شکست از ناحیه تلاطم جوش ( در نسبت سرعت¬های کمتر )، به ناحیه tmaz در سمت rs (در نسبت سرعت¬های بالاتر)، تغییر می¬کند. کلمات کلیدی: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، هندسه ابزار، سرعت دورانی و سرعت پیشروی