تاثیر پارامترهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر خواص مکانیکی اتصال لبه رویهم آلیاژ آلومینیم به فولاد زنگ نزن آستنیتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی بابل

2 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی بابل

3 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی بابل

4 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی بابل

چکیده

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یکی از فرآیندهای جوشکاری در حالت جامد است که بدلیل دمای پایین در موضع جوش مانع ایجاد عیوبی می شود که در جوشکاری ذوبی اتفاق می افتد. در این مقاله اثرات سه پارامتر مهم سرعت دورانی، سرعت پیشروی و زاویه انحراف ابزار بر استحکام اتصال لبه رویهم آلیاژ آلومینیم به فولاد زنگ نزن آستنیتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزایش بیش از حد سرعت دورانی یا کاهش سرعت پیشروی می تواند باعث پدید آمدن عیوبی همچون تشکیل پلیسه، حفرات و کاهش ضخامت موثر ورق در ناحیه اتصال شود که خواص مکانیکی اتصال را به شدت تحت تاثیر قرار خواهد داد، بطوریکه حداکثر نیروی شکست در سرعت دورانی 1000 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 80 میلیمتر بر دقیقه، N7750 بوده که با افزایش سرعت دورانی به 2000 دور بر دقیقه به N3350 کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که با افزایش زاویه انحراف، استحکام اتصال ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد بطوریکه با افزایش زاویه انحراف از 5/1 به 5/2 درجه، نیروی شکست از N7750 بهN4180 کاهش می یابد که از جمله علل آن می تواند افزایش حرارت ورودی، ایجاد پلیسه وکاهش حجم مواد در زیر شانه ابزار و درنهایت شکل گیری عیوب در ناحیه اتصال باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of friction stir welding parameters on mechanical properties of aluminum alloy to austenitic stainless steel lap joint

نویسندگان [English]

  • ali Soltani 1
  • mohsen shakeri 2
  • salman nourouzi 3
  • HAMED Jamshidi 4
چکیده [English]

Friction stir welding is a solid state welding processes due to the low temperature in the welding zone, prevent formation of defect that can occur during fusion welding. In this paper, the effects of three important parameters of rotational speed, welding speed and tool tilt angle on mechanical properties lap joint of aluminum alloy to austenitic stainless steel have been studied. The results showed that higher increasing the rotational speed or decreasing the welding speed can be cause the creation of defects such as created flash around the weld zone, cavity and sheet thinning defect which will strongly affect on the mechanical properties of the joint, So that maximum fracture load was obtained 7750N in the rotational and welding speed,1000rpm and 80mm/min, respectively which the rotational speed to 2000rpm led to reduce the fracture load of joint to 3350N. It also became clear that strength of the joint increases and then decreases with increasing tool tilt angle. Therefore, that with increases tool tilt angle from 1.5 to 2.5 degree, fracture strength reduce from 7750N to 4180N. Which due to increase of the heat input, create flash around the weld zone reducing the volume of material under the tool shoulder, and finally the formation of defects in the joint.

کلیدواژه‌ها [English]

  • LAP JOINT
  • ALUMINUM ALLOY
  • STAINLESS STEEL
  • Friction Stir Welding
  • TILT ANGLE

مراجع

[1] Ogura Tomo, Saito Yuichi, Nishida Taichi; Nishida Hidehito, Yoshida Takumi, Omichi Noriko; Fujimoto Mitsuo and Hirose Akio, “Partitioning evaluation of mechanical properties and the interfacial microstructure in a friction stir welded aluminum alloy/stainless steel lap joint”, Scripta materialia, 66, pp. 531-534, 2012.
[2] Movahedi M., Kokabi A.H., Seyed Reiham S.M. and Najaf H., “Mechanical and Microstructural Characterization of Al-5083/St12 lap joint made by friction stir welding”, Materials Science and Engineering, pp. 1– 78, 2005.
[3] Kimapong Kittipong and Watanabe Takehiko, “Effect of Welding Process Parameters on Mechanical Property of FSW Lap Joint between Aluminum Alloy and Steel”, Materials Transactions, Vol. 46, pp. 2211-2217, 2005.
[4] Das Hrishikesh; Basak Sushovan, Das Goutam, and Kumar Pal. Tapan, “Influence of energy induced from processing parameterson the mechanical properties of friction stir welded lap joint of aluminum to coated steel sheet”, Int J Adv Manuf Technolgy , Vol. 64, Issue 9- 12, pp. 1653- 1661, 2013.
[5] Yazdanian S., Chen Z.W., and Littlefair G, “Effects of friction stir lap welding parameters on weld features on advancing side and fracture strength of AA6060-T5 welds”, J Mater Sci, Vol. 47, pp. 1251– 1261, 2012.
[6]  Soundararajan Vijay, Yarrapareddy Eswar, and Kovacevic Radovan, “Investigation of the Friction Stir Welding of Aluminum Alloys AA 5182 and AA 6022”, the Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 16(4), pp. 477- 484, 2007.
[7] Chen Y.C.; Nakata K, “Effect of tool geometry on microstructure and mechanical properties of friction stir lap welded magnesium alloy and steel”, Materials and Design, Vol. 30, pp. 3913– 3919, 2009.
[8] Dubourg L., Merati A., and Jahazi M., “Process optimization and mechanical properties of friction stir lap welds of 7075-T6 stringers on 2024-T3 skin”, Materials and Design, Vol. 31 , pp. 3324- 3330, 2010.
[9] Ahmadi H., 2010Mostafa Arab N.BAshenai Ghasemi F., and Eslami Farsani R., 2012, “Influence of Pin Profile on Quality of Friction Stir Lap Welds in Carbon Fiber Reinforced Polypropylene Composite”, Inter. journal of
Mechanics and Applications, vol. 2(3), pp. 24-28, 2010.
[10] Chen Y.C. and Nakata K., “Effect of the Surface State of Steel on the Microstructure and Mechanical Properties of Dissimilar Metal Lap Joints of Aluminum and Steel by Friction Stir Welding”, Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 39A, pp. 1985- 1992, 2008.
[11] Dunn D.J, “Engineering and structural Adhesives”, Standard Test Method for Apparent Shear Strength of Single-Lap-Joint Adhesively Bonded Metal Specimes by Tension Loading. ASTM D1002- 01. ISSN, 0889- 3144.
[12]  Mishra Rajiv S., Mahoney W. Murray, Sato Yutaka; Hovanski Yuri; Verma Ravi, “Friction stir welding and processing”, John Wiley & Sons, ISBN:978- 1- 11860- 578- 3 pp. 1– 78.
[13] Elrefaey A., Gouda M., Takahashi M., and keuchi K., “Characterization of Aluminum/Steel Lap Joint by Friction Stir Welding”, ASM International. Vol.14, pp. 10-17, 2005.
[14] Hsieh Chih-Chun and Weite Wu., “Overview of Intermetallic Sigma (σ) Phase Precipitation in Stainless Steels”, International Scholarly Research NetworkISRN Metallurgy.Volume, 2012.
[15] Ghosh M., Kumarand K., Mishra R.S., “Analysis of microstructural evolution during friction stir welding of ultra high strength steel”, Scripta Materialia,Vol. 63, pp. 851–854, 2010.
[16] Bisadi H., Tavakoli A., TourSangsaraki M., Tour Sangsaraki K., “The influences of rotational and welding speeds on microstructures and mechanical properties of friction stir welded Al5083 and commercially pure copper sheets lap joint”, Materials and Design,Vol. 43, pp. 80– 88, 2013.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار