در این پژوهش از فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای انجام اتصال لب به لب آلیاژ منیزیم AZ31 و تولید همزمان نانوکامپوزیت Mg/Sic در محل اتصال استفاده شد. نمونه ها با سه سرعت دورانی 600، 800 و 1000 دور بر دقیقه و چهار سرعت پیشروی 25، 75، 125 و 175 میلیمتر بر دقیقه جوشکاری شدند و خواص مکانیکی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که توزیع مناسب نانوذرات در محل اتصال، موجب کاهش قابل ملاحظه متوسط اندازه دانه و بهبود خواص مکانیکی اتصال می شود. علت اصلی این تغییرات به حضور نانوذرات کاربید سیلیسیم مربوط می شود که با ایجاد اثر قفل کنندگی مرزدانه ها، کمک به جوانه زنی دانه های تبلور مجدد یافته و تاثیر بر روی شکسته شدن دانه های اولیه، به ریز شدن ساختار کمک می کند. Manuscript profile

در این پژوهش، اثر هندسه ابزار برخواص مکانیکی و ریز ساختار جوش هم زن اصطکاکی آلیاژ آلومینیوم 5456 که به دو صورت آنیل شده و کار سرد شده مورد استفاده قرار گرفته اند، بررسی شد. نمونه ها با سه پین مخروطی ناقص، مخروطی ناقص با سه شیار عمودی (تری فلوت) و مخروطی ناقص پله دار ( با سرعت های دورانی 650 و 500 دور بر دقیقه و سرعت جوشکاری 25 و 50 میلی متر بر دقیقه) جوشکاری شدند. سپس، این نمونه ها تحت آزمون های کشش برشی و ریز سختی سنجی قرار گرفتند. نتایج نشان می‌دهد که ابزاری مناسب است که سیلان بهتری ایجاد کند، به نحوی که بتواند عیوب رایج در اتصال لبه روی هم را بهینه کند. بر این اساس، پین تری فلوت را می توان به عنوان ابزار بهینه در نظر گرفت، زیرا نمونه های جوشکاری شده با این پین دارای بالاترین نیروی شکست بوده و نیرویی بیش از 20000 نیوتن را تحمل کرده اند که این میزان نیرو از استحکام کششی ورق آلومینیوم 5456 آنیل شده بیشتر است و به همین دلیل نمونه ها از سمت این فلز پایه دچار شکست شده اند. Manuscript profile

فرآیند جوشکاری اصطکاکی اختلاطی، روش اتصال حالت جامدی است که بسیاری از عیوب رایج در روش‌های ذوبی را ندارد. در این فرآیند برای ایجاد جوش بهینه باید پارامترهای مختلف جوشکاری از جمله هندسه ابزار، سرعت دورانی و سرعت پیش‌روی بهینه گردد. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر سرعت دورانی جوشکاری اصطکاکی اختلاطی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال لبه روی‌هم آلیاژ 5456AA در حالت دوار است. بدین منظور، نمونه‌ها با سرعت‌های دورانی 300، 500، 700 و 900 دور بر دقیقه و سرعت جوشکاری 45 میلی‌متر بر دقیقه جوشکاری شدند. به‌طوری که ورق کارسرد شده 321H با ضخامت 5 میلی‌متر بر لوله‌ی آنیل شده به ضخامت 5/2 میلی‌متر در حالت Lap joint قرار داده شدند. در ابتدا درشت ساختار و ریزساختار مقطع جوش توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترون روبشی مورد بررسی قرار گرفت. سپس پروفیل سختی و آزمون کشش نمونه‌ها به دست آمد و با یکدیگر مقایسه گردید. در نهایت سطح مقطع شکست برای تعدادی از نمونه‌ها، توسط میکروسکوپ الکترون روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی‌های درشت ساختاری و ریزساختاری نشان می‌دهد که افزایش سرعت دورانی سبب افزایش سیلان عمودی مواد، ارتفاع عیب هوک و اندازه دانه در دکمه جوش و همچنین ریز شدن رسوبات می‌گردد و بالعکس. با افزایش سرعت دورانی سختی جوش کاهش ولی عرض ناحیه جوش افزایش می‌یابد. بر اساس نتایج، نمونه جوشکاری شده با سرعت دورانی 700 دور بر دقیقه دارای جوش بسیار تمیز و بدون عیب است که در آزمون کشش از فلز پایه شکسته می‌شود. Manuscript profile

فرایند جوشکاری اصطکاکی اختلاطی، یک فرایند اتصال حالت جامد می باشد که در سال 1991 توسط موسسه TWI برای اتصال آلیاژهای الومینیوم توسعه داده شد. در این پژوهش بر پایه آزمایش‌های تجربی، فرایند اتصال دهی ورقهای آلیاژی آلومینیوم 5456 در حالت لبه روی هم، به گونه‌ای که ورق کار سرد شده H321 با ضخامت 5 میلیمتر بر روی ورق آنیل با ضخامت 5/2 میلیمتر قرار می‌گیرد، صورت پذیرفت و تأثیر همزمان پارامترهای سرعت دورانی و سرعت پیشروی ابزار بر خواص مکانیکی و متالورژیکی در فرایند جوشکاری اصطکاکی اختلاطی مورد تحقیق قرار گرفت. نتایج بررسی‌ها نشان داد که افزایش سرعت دورانی و کاهش سرعت پیشروی ابزار (افزایش گام جوشکاری)، سبب افزایش حرارت ورودی، افزایش سیلان عمودی مواد، افزایش ارتفاع هوک و کاهش ضخامت مؤثر ورق شده و باعث می‌شود شکست از منطقه ترمومکانیکال جایی که بیشترین حرارت ورودی به آنجا وارد می‌شود اتفاق بیفتد و افزایش سرعت پیشروی باعث کاهش میزان اختلاط مواد و کاهش ارتفاع هوک شده و سبب شکست فصل مشترکی می‌شود. با برسی دقیق تر نتایج مشاهده گردید که به علت متفاوت بودن ضخامت ورق‌ها، وجود عیب هوک و ارتفاع و جهت گیری مناسب آن در این طرح اتصال مفید بوده و باعث افزایش استحکام شده و در تست کشش سبب شکست از فلز پایه در ورق 5/2 میلیمتر گردید. Manuscript profile