بررسی تجربی فرایند جوشکاری اصطکاکی قطعات فلزی غیرهمجنس

فرایند جوشکاری اصطکاکی یکی از روش های جوشکاری در حالت جامد است که دارای انواع مختلفی است. این پژوهش به بررسی روش جوشکاری اصطکاکی دورانی (چرخشی) برای اتصال فلزات غیرهمجنس پرداخته است. بدین منظور از یک دستگاه تراشکاری به عنوان ماشین جوشکاری اصطکاکی دورانی استفاده شد، و سه مولفه ی سرعت دوران، زمان اصطکاک و جنس قطعات نیز به عنوان متغیرهای آزمایش انتخاب شدند. قطعات مختلف در سه سرعت دورانی ۱۰۰۰، ۱۴۰۰ و ۲۰۰۰ دور بردقیقه و سه زمان اصطکاکی ۸، ۱۲ و ۱۶ ثانیه بهم جوشکاری شدند. فلزات پایه مورد استفاده شامل میلگردهای فولاد ۴۵CK، آلومینیوم ۶۰۶۱AA و مس ۱۰۱CDA با قطر ۱۰ میلی متر بودند. نتایج آزمون کشش نشان داد که بین سرعت دوران و زمان اصطکاک با استحکام کششی قطعات رابطه ی مستقیم وجود دارد. با افزایش سرعت دوران و زمان اصطکاک، تنش نهایی و تنش گسیختگی نمونه ها نیز افزایش یافت. بیشترین استحکام کششی با حدود ۱۷۴ مگاپاسکال برای نمونه فولاد- مس و کمترین استحکام کششی با حدود ۱۱ مگاپاسکال برای نمونه آلومینیوم- مس ثبت شد. تمامی نمونه ها به دلیل سخت شدن پس از جوشکاری و تغییر ساختار در منطقه متاثر از حرارت و منطقه جوش دچار شکست ترد شدند. بررسی ریزساختار نمونه ها نشان داد که افزایش سرعت دوران موجب ریزتر شدن دانه بندی در منطقه متاثر از حرارت و فلز جوش شده و نمونه های با دانه بندی ریزتر، استحکام کششی و سختی بالاتری دارند. همچنین، افزایش سرعت دوران باعث کاهش مشکلات ساختاری مانند فازهای بین فلزی و رسوب ترکیبات مضر در مرز اتصال می شود و حفره ، ترک و فضاهای خالی نیز کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

جوشکاری اصطکاکی دورانی ، فلزات غیرهمجنس ، استحکام کششی ، بررسی میکروسکوپی ، منطقه متاثر از حرارت