بررسي تجربي تاثير پارامترهاي فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي نقطه اي بر استحكام برشي اتصال ايجاد شده در آلياژ آلومينيوم 7075-T6

Experimental study on the effect of Friction Stir Spot Welding process parameters on the shear strength of created joints in AA7075-T6

در اين تحقيق، اثر پارامترهاي فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي نقطه‌اي ورق‌هاي آلياژ آلومينيوم 6T-7075 بر استحكام برشي ناحيه اتصال بررسي شده است. هدف اصلي اين تحقيق بررسي تاثير مقادير سرعت دوراني و عمق نفوذ ابزار در شرايط استفاده از صفحه پشتيبان با جنس‌هاي مختلف بر نيروي شكست برشي و حالت شكست ناحيه جوش است. اتصالات در دو سرعت دوراني با مقادير800 و 1600 دور در دقيقه و در عمق‌هاي نفوذ 3/5، 5/5، 7/5 و 9/5 ميلي‌متر براي ابزار، با استفاده از دو صفحه پشتيبان از جنس‌هاي آلياژ آلومينيوم 1100Al و آلياژ تيتانيوم V4Al6Ti ايجاد شدند. آزمايش استحكام برشي اتصال جهت بررسي كارآيي اتصال در نمونه‌ها انجام شد. نتايج بدست آمده حاكي از تاثير مستقيم جنس صفحه پشتيبان بر استحكام برشي اتصال و ابعاد هندسي ناحيه اغتشاش است. در سرعت دوراني1600 دور در دقيقه با استفاده از صفحه پشتيبان تيتانيومي با افزايش عمق نفوذ، ورق بالايي از ناحيه فلز پايه دچار پارگي و ترك‌هاي سطحي شده است. از طرفي مشخص شد كه سرعت‌هاي دوراني بالا سبب افت استحكام برشي اتصال در مقايسه با سرعت‌هاي دوراني پايين شده است. بيش‌ترين نيروي شكست برشي اتصال در سرعت دوراني 800 دور در دقيقه، عمق نفوذ 9/5 ميلي متر و صفحه پشتيبان آلومينيومي بدست آمد. شكست برشي در نمونه‌ها پس از آزمايش استحكام برشي اتصال، به دليل گسترش ترك در محيط سوراخ كليدي مشاهده شد.

In this paper, the effect of friction stir spot welding process parameters in AA 7075-T6 sheets has been investigated. Also, the effect of different rotational speeds and plunge depths of the tool with different backplate materials on shear failure load of the welding area has been studied. Joints were created in two rotational speeds of 800 and 1600 (rpm). Also, different plunge depths of 5/3, 5/5, 5/7 and 5/9 (mm) with two backplate of AA1100 and Ti6Al4V were used. Shear strength test was performed to evaluate the quality of the weld. Results indicated that the backplate material has a direct effect on the shear strength and geometry of the stir zone. In rotational speed of 1600 (rpm) and by using Ti6Al4V backplate with increasing plunge depth, upper sheet of the base metal zone has been teared. Also, it was found that high rotational speeds is caused a drop in shear strength of welds compared with low rotational speeds. Maximum load for shear failure obtained in 800 (rpm) and 5/9 (mm) with Al1100 backplate. Shear failure was observed in the joints because of propagation of crack in circumference of keyhole.