Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hosein Fathi,Morteza Shamanian esfahani
محمدحسين فتحي (استاد راهنما) مرتضي شمعانيان اصفهاني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Rahim Rafiei
رحيم رفيعي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
In this research dissimilar friction stir lap welding of aluminum alloy AA2024 and AA5052 was carried out and the rotation and travel speed of the tool was employed as process variants, whereas, the others (such as tool geometry, tilt angle, and etc.) were constant. Dissimilar FS welded joints were fabricated using rotation and travel speed of 800, 1000, and 1250 rpm and 50, 100, and 160 mm/min, respectively. The effects of these process parameters on the mechanical properties (tensile strength, tensile elongation, and hardness profile) and thermal cycle of dissimilar friction stir welded joints were investigated to find the optimum condition so that both tensile strength and tensile elongation have appropriate value. The microstructures of the lap joints were intensively examined by means of optical and scanning electron microscopy equipped with energy dispersive spectroscopy (EDS). X-ray diffraction (XRD) pattern of base metal (BM) and stir zone (SZ) was used to investigate the texture changes after friction stir welding process. The result shown the optimum parameter will yield a defect free joint arisen from a suitable material ?ow and fine grain microstructure of stir zone; in the range of experiments, joint fabricated using rotation and travel speed of 1250 rpm and 160 mm/min, respectively, have the highest tensile strength and tensile elongation; whereas the rotation and travel speed of 800 rpm and 160 mm/min, respectively, have the lowest tensile strength and tensile elongation due to improper material flow and resultant void formation at the retreating side of the weld. The microhardness pro?les across the sections of the welds at the AA2024 show a general softening in the heat affected zone (HAZ) in contrast to the base material and nugget zone, while the hardness of the stir zone is slightly lower than the base metal, in contrast the hardness of the stir zone have higher value than the base metal at the AA5052. In all cases the microstructure of stir zones shown fully recrystallized, equiaxed, fine grain microstructure having about 4 ?m grain size due to dynamic recrystallization; whereas, the over aging and slightly grain growth have been observed in the heat affected zone. The EDS analyze results reveal the Cu-rich precipitates in the stir zone having very fine and uniform distribution. X-ray diffraction pattern show the texture change in the stir zone after friction stir welding process compared with base metal. Keywords Friction stir welding, Dissimilar lap joint, AA2024, AA5052, Microstructure, Mechanical properties.
چکيده در اين پژوهش جوشکاري غيرمشابه آلياژهاي آلومينيم 2024 و 5052 به روش اصطکاکي اغتشاشي صورت پذيرفت، بدين منظور سرعت چرخش و پيشروي ابزار به عنوان متغيرهاي فرايند انتخاب شدند، در حالي که بقيه پارامترها (نظير هندسه ابزار، زاويه انحراف ابزار و غيره) ثابت در نظر گرفته شدند. جوش هاي اصطکاکي اغتشاشي غيرمشابه با در نظر گرفتن سرعت چرخش و پيشروي به ترتيب برابر با 800، 1000 و 1250 دور در دقيقه و 50، 100 و 160 ميلي متر بر دقيقه ايجاد شدند. به منظور دستيابي به شرايط بهينه از لحاظ استحکام کششي و انعطاف پذيري، تاثير اين پارامترها بر خواص مکانيکي (استحکام کششي، انعطاف پذيري و پروفيل سختي) و سيکل دمايي جوش اصطکاکي اغتشاشي حاصل مورد بررسي قرار گرفت. به کمک ميکروسکوپ هاي نوري و الکتروني روبشي مجهز به سيستم طيف سنج توزيع انرژي ريزساختار اتصال مورد بررسي دقيق قرار گرفت. به منظور مطالعه تغييرات بافت پس از فرايند جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي الگوي پراش پرتو ايکس فلزات پايه و منطقه اغتشاش مورد بررسي واقع شد. نتايج نشان داد که شرايط بهينه منجر به اتصال بدون عيب مي گردد که ناشي از سيلان مناسب مواد و ريزساختاري با دانه بندي ريز و هم محور مي باشد. اتصال ايجاد شده با سرعت چرخش و پيشروي به ترتيب برابر با 1250 دور در دقيقه و 160 ميلي متر بر دقيقه بيشترين استحکام و انعطاف پذيري را در محدوده آزمايش از خود نشان داد، در حالي که سرعت چرخش و پيشروي به ترتيب برابر با 800 دور در دقيقه و 160 ميلي متر بر دقيقه به دليل سيلان نامناسب و تشکيل حفره در سمت پس ران کمترين استحکام و انعطاف پذيري را دارا بود. پروفيل سختي مقطع عرضي جوش در سمت آلياژ آلومينيم 2024 نشان دهنده کاهش سختي در منطقه متاثر از حرارت نسبت به فلز پايه و منظقه اغتشاش بود، در حالي که در سمت آلياژ آلومينيم 5052 افزايش اندک سختي منطقه اغتشاش نسبت به فلز پايه آلومينيم 5052 مشهود مي باشد. در تمامي موارد منطقه اغتشاش شامل ريزساختار کاملا تبلور مجدد يافته، هم محور و بسيار ريز با اندازه دانه حدود 4 ميکرون مي باشد، در حالي که در منطقه متاثر از حرارت پير شدن بيش از حد و درشت شدن ناچيز دانه ها مشاهده شد. نتايج آناليز طيف سنج توزيع انرژي نشان دهنده رسوبات بسيار ريز غني از مس با توزيع يکنواخت در منطقه اغتشاش مي باشد. الگوي پراش پرتو ايکس تغيير بافت منطقه اغتشاش نسبت به فلز پايه را پس از فرايند جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي نشان داد. کلمات کليدي: جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي، اتصال غيرمشابه، آلياژ آلومينيم 2024، آلياژ آلومينيم 5052.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی