ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلومینا-آلومینیوم ۶۰۶۱ به روش جوشکاری اصطکاکی

Microstructure and mechanical properties of alumina-6061 aluminum alloy joined by friction welding

مجله الزویر – Elsevier

سال ۲۰۱۰

چکیده

مطالعۀ نحوۀ اتصال در قطعاتی که در آنها از روش جوشکاری اصطکاکی برای پیوند سرامیک-آلیاژ فلزی بهره گرفته شده است، برای درک کیفیت اتصال بین دو مادۀ ناهمجنس ضروری است. در پژوهش حاضر، از میکروسکوپ‏های نوری و الکترونی و همچنین اندازه‏گیری ریزسختی و تست استحکام خمش چهار نقطه‏ای استفاده گردید تا کیفیت اتصال آلومینا با آلیاژ آلومینیوم۶۰۶۱ که به روش جوشکاری اصطکاکی ساخته شده بود، مورد ارزیابی قرار گیرد. اتصالات همچنین با استفاده از روش پراش انرژی اشعه ایکس مورد بررسی قرار گرفتند تا فازهای مختلف ماده که در طی فرآیند جوش تشکیل شده‏اند مشخص گردند. نمونه اتصالات آلومینا-آلومینیوم۶۰۶۱ که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفتند، با سرعت‏های دورانی مختلف اما با ثابت نگاه داشتن فشار اصطکاک و زمان اصطکاک ساخته شده‏اند. نتایج تجربی نشان دادند که تأثیر سرعت دوران و میزان تغییر شکل صورت گرفته بر روی قسمت آلومینیومی بسیار بیشتر نمایان می‏شود تا قسمت آلومینایی. همچنین مشخص شد که منطقۀ اتصال متشکل از سه ناحیۀ متفاوت است: ناحیۀ غیرمتأثر ، ناحیۀ تغییر شکل یافته و ناحیۀ دگرگون شده و بازمتبلور شدۀ کاملاً تغییر شکل یافته . بنابراین هنگامی که سرعت دوران افزایش می‏یابد، به سبب آنکه حجم بیشتری از ماده از سطح جوش به بیرون رانده می‏شود، ضخامت ناحیۀ کاملأ تغییر شکل یافته در فاز پلاستیک در سطح اتصال افزایش می‏یابد. همچنین مشاهده شد که در سرعت دوران ۲۵۰۰ دور بر دقیقه نسبت به سایر سرعت‏های آزمایش شده، اتصالی بسیار خوب شکل می‏گیرد که ریزساختار و سختی مناسبی دارد.

Abstract

The study of the interface of ceramic/metal alloy friction welded components is essential for understanding of the quality of bonding between two dissimilar materials. In the present study, optical and electron microscopy as well as four-point bending strength and microhardness measurements were used to evaluate the quality of bonding of alumina and 6061 aluminum alloy joints produced by friction welding. The joints were also examined with EDX (energy dispersive X-ray) in order to determine the phases formed during welding. The bonded alumina-6061 aluminum samples were produced by varying the rotational speed but keeping constant the friction pressure and friction time. The experimental results showed that the effect of rotation speed and degree of deformation appears to be high on the 6061 Al alloy than on the alumina part. It is discovered that the weld interface formed included three different regions: unaffected zone (UZ), deformed zone (DZ), as well as transformed and recrystallized fully deformed zone (FPDZ). Therefore, when rotational speed increases, the thickness of full plastic deformed zone (FPDZ) at the interface increases as a result of more mass discarded from the welding interface. It was also observed that rotational speed of 2500 rpm can produce a very good joint and microhardness with good microstructure as compared to the other experimental rotational speeds.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه آماده ورد