Optimization of Friction Stir Welding Parameters for Dissimilar Joining of Aluminum Alloy ۲۰۲۴ and Magnesium Alloy AZ۹۱C Using Taguchi Method

سال انتشار: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 84

فایل این مقاله در 15 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_IJMF-11-2_003

تاریخ نمایه سازی: 26 مهر 1403

چکیده مقاله:

In this research, friction stir welding (FSW), a solid-state joining process, was employed to weld ۵ mm thick sheets of aluminum alloy Al۲۰۲۴ and magnesium alloy AZ۹۱C. The Taguchi design of experiments method was utilized to optimize the FSW process parameters including tool rotational speed (۸۰۰-۱۶۰۰ rpm), welding speed (۸-۲۰ mm/min), and plunge depth (۰.۲-۰.۴ mm) to achieve maximum hardness in the weld zone. Microstructural characterization was studied using optical and scanning electron microscopes. The optimum parameters were found to have a ۱۶۰۰ rpm rotational speed, ۸ mm/min welding speed, and ۰.۴ mm plunge depth, resulting in a maximum hardness of ۱۴۸ HV in the stir zone (SZ). The layered or onion ring structure observed in the SZ was attributed to insufficient mixing and elemental diffusion between the dissimilar alloys due to the short interaction time during welding. Scanning electron microscopy revealed the formation of a continuous intermetallic layer at the aluminum-magnesium interface and the dispersion of magnesium particles in the aluminum matrix, contributing to the composite-like structure in certain regions. The hardness variation perpendicular to the weld line was correlated with the microstructural evolution, with the highest hardness observed in the fine-grained SZ due to grain refinement and precipitation hardening. The thermomechanically affected zone (TMAZ) exhibited lower hardness due to the presence of coarser precipitates and partially recrystallized grains. This research demonstrates the feasibility of joining Al۲۰۲۴ and AZ۹۱C alloys using FSW and highlights the importance of optimizing process parameters to achieve desirable mechanical properties and microstructural characteristics in the dissimilar weld joint.

نویسندگان

S. Rouhi

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Urmia University, Urmia, Iran

A. Doniavi

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Urmia University, Urmia, Iran

M. Shahbaz

Department of Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Urmia University, Urmia, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Friedrich, H. E., & Mordike, B. L. (۲۰۰۶). Magnesium technology: ...
  • Mishra, R. S., & Mahoney, M. W. (۲۰۰۷). Friction stir ...
  • Liu, L. (۲۰۱۰). Welding and joining of magnesium alloys. Woodhead ...
  • Davis, J. R. (۱۹۹۰). Properties and selection: nonferrous alloys and ...
  • Czerwinski, F. (Ed.). (۲۰۱۱). Magnesium alloys: design, processing and properties. ...
  • Davis, J. R. (۱۹۹۳). Aluminum and aluminum alloys. ASM international ...
  • Venkateshkannan, M., Rajkumar, V., & Sadeesh, P. (۲۰۱۴). Influences of ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.msea.۲۰۲۱.۱۴۰۹۸۱[۱۲] Vuherer, T., Milčić, M., Glodež, S., Milčić, D., Radović, ...
  • Khajeh, R., Jafarian, H. R., Seyedein, S. H., Jabraeili, R., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۷۹/۱۳۶۲۱۷۱۸۱۵Y.۰۰۰۰۰۰۰۰۵۸[۱۹] Rouhi, S., Dadashpour, M., Mostafapour, A., & Doniavi, A. ...
  • https://doi.org/۱۰.۲۲۰۹۹/ijmf.۲۰۲۳.۴۷۴۳۷.۱۲۵۸[۲۲] Abdollahzadeh, A., Shokuhfar, A., Cabrera, J. M., Zhilyaev, A. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.icheatmasstransfer.۲۰۲۳.۱۰۷۰۷۹[۲۴] Hu, Z., Yuan, S., & Wang, X. (۲۰۱۱). Effect ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.electacta.۲۰۲۳.۱۴۲۱۹۶[۲۷] Rizehvandy, S., Salimi, M., & Nasiri, A. A. (۲۰۱۹). ...
  • https://doi.org/۱۰.۲۲۰۷۶/me.۲۰۲۰.۱۰۷۴۱۱.۱۲۴۶[۲۸] Amancio-Filho, S. T., Sheikhi, S., Dos Santos, J. F., ...
  • نمایش کامل مراجع