Friction Stir Welding

دسترسی آزاد مقاله

1 - Advanced Manufacturing Technology by Under Water Friction Stir Welding Technique
M Sadeghi M Farahani H Sabet

Under water friction stir welding (UWFSW) is one of the modern and advanced manufacturing technologies of solid state joining and it is used for welding a wide range of materials. The energy-efficient technique used to the 6061 aluminum alloy joint and it has been demon چکیده کامل

Under water friction stir welding (UWFSW) is one of the modern and advanced manufacturing technologies of solid state joining and it is used for welding a wide range of materials. The energy-efficient technique used to the 6061 aluminum alloy joint and it has been demonstrated to be an effective method to improve the mechanical properties of joints. To illuminate the characteristics of underwater FSW, the microstructural evolution and its effect on mechanical performance of an underwater joint were investigated in the present paper. This work compared the parameters of normal friction stir welding (FSW) and UWFSW on the weld joint. In this investigating FSW used in underwater environment, for this operations research pin covered and shielded from contact water by hollow shaft spin (HSS), the HSS controlled the heat conduction of pin and disconnect with water, applying for the first time a novel underwater FSW technique developed in various industries. The metallographic exams indicate that weld nugget grain size has been decreased. The mechanical testing illustrated that hardness and tensile strength have been increased, on the other hand the percentage of elongation and impact energy have been diminished. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

2 - Effect of the FSW Tool Pin Profile on Mechanical Properties of the Al6061-Cu Plates Joint
F. khalili K. Amini M. Golzar Shahri F. Gharavi

In current research, the Friction Stir Welding (FSW) technique was used to create a metallurgical joint between Al 6061 plates and Cu meat core. The plates were welded using single pass weld with the rotational speed of 1000 rpm and arc travel speed of 30 mm/ min using چکیده کامل

In current research, the Friction Stir Welding (FSW) technique was used to create a metallurgical joint between Al 6061 plates and Cu meat core. The plates were welded using single pass weld with the rotational speed of 1000 rpm and arc travel speed of 30 mm/ min using different tool pin profiles of cylinder, triangle, and hexagonal. After the rolling process and reaching to 1.7 mm of thickness, to evaluate whether there was no separation in layer plates, the radiography test was applied. For more investigation of the created metallurgical bond, optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) were used. Studies on the welded samples showed a perfect metallurgical bonding. The bonding thickness between Al plates and the Cu meat sample in the samples with pin profiles of triangle, cylinder and hexagonal shape were estimated to be 30, 39 and 45 µm, respectively. Moreover, in comparison to the FSW samples with triangle and cylinder pin profile, the microhardness and ultimate tensile stress were higher in the FSW samples using hexagonal pin profile. It was owing to the fact that hexagonal pin profile had a larger contact area compared with the other two pins. Therefore, the mechanical work using hexagonal pin was more, resulting in an increase in the hardness and tensile stress. In addition, material flow in the bonding zone increased and contributed to an increase in the width of the joint area پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

3 - Metallurgical Investigation of Under Water Friction Stir Welding (UWFSW) Process
M Sadeghi

Underwater friction stir welding (FSW) has been demonstrated to be an effective method to improve the mechanical properties of joints. To illuminate the characteristics of underwater FSW, the microstructural evolution and its effect on mechanical performance of an under چکیده کامل

Underwater friction stir welding (FSW) has been demonstrated to be an effective method to improve the mechanical properties of joints. To illuminate the characteristics of underwater FSW, the microstructural evolution and its effect on mechanical performance of an underwater joint were investigated in the present paper. This work compared the parameters of friction stir welding (FSW) and under water friction welding (UWFSW) on the weld joint .In this investigating Friction stir welding (FSW) used in under water environment, for this Operations research pin covered and shielded from contact water by hollow shaft spin (HSS), the HSS controlled the heat conduction of pin and disconnect with water, applying for the first time a novel under water FSW technique developed at marine structures.The novel technique acceptance given by the experimental setup on Al X4000 series, for studied the mechanical and metallographic exams. The metallographic exams indicate that weld nugget grain size has been decreased. The mechanical testing illustrated hardness and tensile strength have been increased, on the other hand the percentage of elongation and impact energy have been decreased. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

4 - Corrosion Behavior Characterization of the Nugget Zone in Copper/Brass Metals of Dissimilar Friction Stir Welded Lap Joints
kamran amini Farhad Gharavi

The electrochemical behavior of the weld nugget zone (WNZ) in copper-brass plates was studied in this paper. These plates were welded by the friction stir lap welding method in 1M NaCl solution at low heating input (450 rpm-25 mm/min ) and high heating input (710 rpm-16 چکیده کامل

The electrochemical behavior of the weld nugget zone (WNZ) in copper-brass plates was studied in this paper. These plates were welded by the friction stir lap welding method in 1M NaCl solution at low heating input (450 rpm-25 mm/min ) and high heating input (710 rpm-16 mm/min) by using the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and Tafel polarization at ambient temperature. The morphology of nugget zone corroded surfaces was analyzed by SEM (scanning electron microscopy) technique. The welding process appeared to decrease the corrosion resistance of the welded nugget regions through increasing the welding heat input. The results from EIS measurements presented the welded joints of NZ which showed higher and lower values respectively than brass and copper. Due to changing of microstructural of weld nugget zone during welding process, the Icorr of nugget zone enhances with increasing welding heat input. In fact, the surface corrosion morphology analysis revealed that the surface of welded sample by high heating input was shielded with a roughly porous corrosion layer rather than the surface of the welded sample at low heating input پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

5 - Optimizing Friction Stir Welding Process for Enhancing Strength and Hardness using Taguchi Multi-Objective Function Method
Sajjad Khaki Ali Heidari Amin Kolahdooz

As a solid-state welding method, friction stir welding is widely employed for welding aluminium alloys. An important subject in this regard is the optimal adjustment of the parameters to maximize the ultimate tensile strength and the surface hardness. Four parameters ha چکیده کامل

As a solid-state welding method, friction stir welding is widely employed for welding aluminium alloys. An important subject in this regard is the optimal adjustment of the parameters to maximize the ultimate tensile strength and the surface hardness. Four parameters have been selected for the multi-objective optimization of the 6061-T6 aluminium alloy, namely the rotational and the linear speed of the tool, the variation of the shoulder diameter with respect to the pin diameter (D&frasl;d ratio), and the shoulder base angle. The Taguchi's L9 Orthogonal Array has been employed for designing experiments. The experimental results have been examined using the Taguchi signal-to-noise (S/N) method, the analysis of variance, and regression. Optimization using the multi-objective Taguchi function revealed that a rotational speed of 800 rpm, a D&frasl;d ratio of 18/6, a shoulder base angle of 7°, and a linear speed of 80 mm/min yield both maximum strength and surface hardness. The results of the S/N analysis suggested the rotational speed of the tool and the linear tool speed have the most significant impact on the tensile strength with the average of 44.07 dB. On the other hand, the linear speed and the ratio of the diameters have the most significant impact on the surface hardness (around 36.91 dB). The results showed that using this optimization method, simultaneous improvement of tensile strength and surface hardness occurs. In fact, the tensile strength and hardness of the sheet surface were improved by 17.3% and 6.2%, respectively. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

6 - Effect of Rotational Speed on Wear Behavior and Mechanical Properties of Friction Stir Welded AA6061+15%Al2O3p Metal-Matrix Composite
Moslem Paidar Mojtaba Jafarian Mohsen Salehi Mohammad Saeed Khakpash

The main objective of the present work was to investigate the effect of tool rotational speed on the mechanical and microstructural properties of aluminum based metal matrix composites (AA 6061 alloy reinforced with 15% of Al2O3 particles). The welds were produced by va چکیده کامل

The main objective of the present work was to investigate the effect of tool rotational speed on the mechanical and microstructural properties of aluminum based metal matrix composites (AA 6061 alloy reinforced with 15% of Al2O3 particles). The welds were produced by varying the rotational speed from 630 to 1250 r/min while the chosen welding speed was 80 mm/min for analysis. It was found from the analysis of the microstructure that the changing of the rotational speed leads to variation of the grain size and also the fragmentation and improvement of Al2O3 particles distribution in nugget zone. Moreover, the obtained results clearly depicted that increasing rotational speed from 630 to 1250 r/min resulted in improvement of the wear resistance and also decreases the fluctuations of friction coefficient which can be attributed to the presence of Al2O3 particles which acted as barriers and restricted the grain growth in nugget zone. The lowest wear rate was achieved at welds produced at rotational speed of 1250 r/min. It was seen from the hardness results that the highest tensile strength value was obtained for 1250 r/min rotational speed with an average value of about 320 MPa (equivalent to 82% that of the base metal). پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

7 - Experimental Study on Manufacturing of Tailor Friction Stir Welded Aluminium Blanks
Farhad Teimouri Hamid Montazerolghaem Mahmoud Farzin

Today, in sheet metal forming processes, a new concept of fabricating consolidated sheets or in other words Tailor Welded Blanks emerged. Friction Stir Welding is one method for manufacturing TWBs and has numerous advantages over fusion welding methods for joining alumi چکیده کامل

Today, in sheet metal forming processes, a new concept of fabricating consolidated sheets or in other words Tailor Welded Blanks emerged. Friction Stir Welding is one method for manufacturing TWBs and has numerous advantages over fusion welding methods for joining aluminum sheets. In the present study, TWBs made by friction stir welding of 6061-T6 and 5754-O aluminum alloys were studied. The effects of different tool rotational speeds and welding speeds on the mechanical properties and microstructural characteristics of dissimilar joints were evaluated. The results showed that in an appropriate range of speeds combinations, an optimum rotational speed exists at which maximum strength is achieved. Regarding welding speed, greater strength is attained at higher speeds. The microstructural analysis confirms that an increase in welding speed will result in grain size reduction and consequently higher tensile strength. It is observed that above the optimum rotational speed, the grain size of the nugget zone increases which results in decreasing tensile strength. With regard to elongation, it is found that despite the grain growth of the nugget zone at a higher ratio of tool rotational speed to welding speed, the elongation improved due to the dominant material existing in the weld zone. Positioning Al 6061 on the advancing side of the dissimilar joints leads to improved mechanical properties compared with positioning on the retreating side. It is notable that the degree of such improvement in ductility is much more remarkable than strength, which is valuable regarding formability concerns. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

8 - Influence of Tool Offset Distance on Microstructure and Mechanical Properties of the Dissimilar AA2024–AA7075 Plates Joined by Friction Stir Welding
Hossain Soleimany kamran amini Farhad Gharavi

10.30495/admt.2021.1897512.1193

In the present study, the effect of tool offset on microstructure and mechanical properties of dissimilar friction stir welding of Al2024 and Al7075 alloys were investigated. In this regard, base metals were welded by FSW under different tool offsetting conditions, 1.5 چکیده کامل

In the present study, the effect of tool offset on microstructure and mechanical properties of dissimilar friction stir welding of Al2024 and Al7075 alloys were investigated. In this regard, base metals were welded by FSW under different tool offsetting conditions, 1.5 and 2 mm shifted into Al2024 and Al7075 alloys, respectively, in addition to constant rotation rates and traverse speeds named as 710 rpm and 28 mm/min respectively. The microstructure of different welding zones and fracture surface were investigated by an Optical Microscope (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM), respectively. The results showed that by tool offsetting from the weld center through Al2024, an onion-shaped area has been created and mixture happens completely. However, by tool off-setting towards Al7075, onion-shaped microstructure fails to be formed in the stirred area. From the results of the tensile test, it is presented that maximum tensile strength is obtained in samples with a tool offsetting into the Al7075. With 1.5 mm tool offsetting into Al2024, first, joint tensile strength increases by 22.2 % in comparison to non-offset condition, and then, with more tool offset as much as 2 mm, tensile strength decreases by 22.2 %. In addition, by tool offsetting towards Al7075 by 1.5 and 2 mm, joint tensile strength decreases by 4.5 and 28.5 %, respectively. It is also concluded that in the offset samples towards the 7075 alloy, the microhardness in the HAZ area decreased compared to the microhardness of the offsets samples towards the 2024 alloy. Finally, the best mechanical behavior and microstructural properties were obtained in the sample with the tool offset of about 1.5 mm towards the welded Al2024 base metal (70215 samples) alloy. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

9 - Experimental Correlation Between Microstructure, Residual Stresses and Mechanical Properties of Friction Stir Welded 2024-T6 Aluminum Alloys
Majid Farhang Mohammadreza Farahani Mohammad Nazari O. Sam Daliri

10.30486/admt.2022.1943845.1322

Friction stir welding was performed on AA2024- T6 aluminum plates using different rotation and traverse speeds with the objective of improving the mechanical strength and microstructure properties. The influence of the traverse and rotation speed on the microstructures, چکیده کامل

Friction stir welding was performed on AA2024- T6 aluminum plates using different rotation and traverse speeds with the objective of improving the mechanical strength and microstructure properties. The influence of the traverse and rotation speed on the microstructures, mechanical properties and residual stresses of the welded Aluminum plates were investigated. By increasing the rotation speed, stirred zone grain size became larger. Besides, the homogenous second phase distribution was obtained. Furthermore, by increasing both rotational and traverse speeds, hardness of the thermo-mechanically affected zone and the stirred zone increase to base metal hardness. These welded plates that were fractured at advancing side have a maximum tensile strength equal to 71% of base plate strength which was obtained at 31.5 mm/min traverse speeds and 1120 rpm rotational speed. The longitudinal residual stress was diminished with decreasing of rotational speed by 1120 rpm at a constant traverse speed. In this conditions and by increasing the traverse speed by 31.5 mm/min, the maximum tensile strength was obtained as many as 48%. It was attributed to more plastic deformation and minimum grain size in the weld zone due to higher traverse speed. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

10 - Reliability-Based Robust Multi-Objective Optimization of Friction Stir Welding Lap Joint AA1100 Plates
E Sarikhani A Khalkhali

10.22034/jsm.2019.1877986.1493

The current paper presents a robust optimum design of friction stir welding (FSW) lap joint AA1100 aluminum alloy sheets using Monte Carlo simulation, NSGA-II and neural network. First, to find the relation between the inputs and outputs a perceptron neural network mode چکیده کامل

The current paper presents a robust optimum design of friction stir welding (FSW) lap joint AA1100 aluminum alloy sheets using Monte Carlo simulation, NSGA-II and neural network. First, to find the relation between the inputs and outputs a perceptron neural network model was obtained. In this way, results of thirty friction stir welding tests are used for training and testing the neural network. Using such obtained neural network model, for the reliability robust design of the FSW, a multi-objective genetic algorithm is employed. In this way, the statistical moments of the forces, temperature, strength, elongation, micro-hardness of welded zone, grain size and welded zone thickness are considered as the conflicting objectives. The optimization process was followed by multi criteria decision making process, NIP and TOPSIS, to propose optimum points for each of the pin profiles. It is represented that some beneficial design principles are involved in FSW which were discovered by the proposed optimization process. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

11 - A Modified Model to Determine Heat Generation in the Friction Stir Welding Process
A Ghiasvand S Hasanifard M Zehsaz

10.22034/jsm.2019.1867048.1429

Friction stir welding (FSW) is a solid state bonding process in which the parts are joined together at the temperature below the melting point. In present study, a modified model was developed based on the partial sticking/sliding assumption in the tool-workpiece interf چکیده کامل

Friction stir welding (FSW) is a solid state bonding process in which the parts are joined together at the temperature below the melting point. In present study, a modified model was developed based on the partial sticking/sliding assumption in the tool-workpiece interface and the dependence of the thermal energy equations on the temperature-dependent yield stress to determine heat generation in FSW process that is independent from coefficient of friction. So to eliminate the dependence of the final equations on the coefficient of friction, an equation was used which the coefficient of friction was expressed as a function of workpiece yield stress. To validate the model, the FSW process was simulated by the finite element package ABAQUS and two subroutines of DFLUX and USDFLD and then the simulation results were compared with the experimental ones. The results showed that the modified model is appropriately capable of predicting the temperature and the residual stresses in the different zones of welded section. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

12 - CFD Modelling of Friction Stir Welding of Aluminum to Steel butt joint
Hamed Aghajani Derazkola Majid Elyasi Morteza Hossienzadeh

In this article effects of friction stir welding (FSW) tool rotational and traverse speeds were studied on heat generation and temperature distribution in welding zone of AA1100 aluminum alloy and A441 AISI joint. Computational fluid dynamics method was used to simulate چکیده کامل

In this article effects of friction stir welding (FSW) tool rotational and traverse speeds were studied on heat generation and temperature distribution in welding zone of AA1100 aluminum alloy and A441 AISI joint. Computational fluid dynamics method was used to simulate the process with commercial CFD Fluent 6.4 package. To enhance the accuracy of simulation in this Study, the welding line that is located work-pieces interface, defined with pseudo melt behavior around the FSW pin tool. Simulation results showed that with increase of FSW tool rotational speed, the generated heat became more and dimensions of the stir zone will be bigger. The calculation result also shows that the maximum temperature was occurred on the advancing side. The computed results demonstrated that with increasing tool linear speeds the heat generation experienced growth down trend. With increasing traveling speeds the time to reach maximum temperature in stir zone growth but the tool rotational speed dose not effect on time to reach maximum temperature. The model outcomes show that more than 85% total heat was produced by tool shoulder and the maximum heat with selected parameters in this study was 935 kelvin degrees. The computed results shows that the maximum value of strain rate achieved was 29 S-1 for A441 AISI side and 42 S-1 at AA1100 side. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

13 - The Effect of Friction Stir Processing Speed Ratio on the Microstructure and Mechanical Properties of A 430 Ferritic Stainless Steel
Ali Salemi Golezani S. M Arab Sh. Javadi Firooz Kargar

This study is an attempt to investigate the effect of welding rotational and traverse speed on mechanical and microstructural properties of A 430 stainless steel in order to give an effective processing window to achieve an appropriate microstructure and so mechanical p چکیده کامل

This study is an attempt to investigate the effect of welding rotational and traverse speed on mechanical and microstructural properties of A 430 stainless steel in order to give an effective processing window to achieve an appropriate microstructure and so mechanical properties. There are a wide range industrial uses for ferritic stainless steel. There from they have some problems like grain coarsening and martensitic transformation during conventional fusion welding, solid state welding methods has found a great interest. A heavy duty NC machine is used for FSW. Water cooled brass chamber is used to prevent the tool from severe wear and damage. In order to study the effect of rotational to welding speed ratio ( ) on microstructure, rotational speeds of 600, 800 rpm and welding speeds of 50, 100, 150, 200 mm/min with a spindle tilt angle of 3° are selected. Results showed that ferrite grain size decreased by increasing welding speed at constant rotational speeds which prove dynamic recrystallization occurrence in the nugget zone. Mechanical tests showed that strength and hardness of weld zone in increased compared to base metal. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

14 - Friction Stir Welding of Al 2024 with Al 7075 Alloys and evaluate its structural and mechanical properties
Sayedeh Zahra Anvari Saeed Rohani Mojarad

The overarching goal of this research was to use the FSW method to join the Al 2024 and Al 7075 alloys, examine the structural and mechanical properties of the joint, and eventually find the optimum welding parameters. The welding operation was carried out using a milli چکیده کامل

The overarching goal of this research was to use the FSW method to join the Al 2024 and Al 7075 alloys, examine the structural and mechanical properties of the joint, and eventually find the optimum welding parameters. The welding operation was carried out using a milling machine and a device with cylindrical pins. The transverse cross-section of the weld was used for optical as well as electron microscopy observations. The evaluation of mechanical properties at room temperature i.e., tensile strength and hardness were done. The size of the grains measured using an optical microscope varied between approximately 2.6 and 11 µm. The results of the welding process revealed that the specimen with a traverse speed of 30 mm/min, a rotation speed of 600 rpm, and the highest ultimate tensile strength (195 MPa), and the specimen with a traverse speed of 70 mm/min, a rotation speed of 1200 rpm, and an ultimate tensile strength of 193 MPa were selected as the optimum specimens due to their off-fusion-zone failure, their high strength in the tensile strength test, and their adequate input heat. Moreover, in the specimen with the traverse speed of 100 mm/min and the rotation speed of 600 rpm, the highest percentage of elongation (3.80%) was observed in the tensile strength test. The results from the tensile test indicated that with a decrease in the traverse speed, the tensile strength of the specimens increased, the elongation percent decreased, and the stirring improved. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

15 - Robust Multi-Objective Optimization of Mechanical Properties of Friction Stir Welding Using Neural Network and Modified-NSGA-II
Mostafa Akbari Hossein Rahimi Asiabaraki

In this paper, the optimal parameters of the FSW welding process to improve the joint's mechanical properties are obtained using robust multi-objective optimization. First, the properties of the weld zone, such as the chemical composition of the weld, are investigated u چکیده کامل

In this paper, the optimal parameters of the FSW welding process to improve the joint's mechanical properties are obtained using robust multi-objective optimization. First, the properties of the weld zone, such as the chemical composition of the weld, are investigated using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The hardness and tensile properties of the weld were investigated to evaluate the mechanical properties of the joint. The results show at the AA7075 side, the highest hardness is observed in the TMAZ, and the hardness is reduced in the SZ. Tensile testing revealed that the joint's mechanical characteristics were superior to those of the basic metals. In order to obtain the relationship between the process input parameters and the mechanical properties of the obtained joint, an artificial neural network model (ANN) was used. The relationship obtained by ANN was then used to obtain the optimal values of process parameters considering uncertainties in a robust optimization algorithm. In this way, using such an obtained feed-forward neural network and the Monte Carlo simulation, a multi-objective genetic algorithm is used for the robust Pareto optimization of the friction stir welding parameters having probabilistic uncertainties in parameters. Finally, the Technique for Order Preference by Similarity to the Ideal Solution (TOPSIS) was used to get the best optimum solution. The robust optimal process parameters were determined by robust multivariate optimization to be 1467 rpm rotational speed and 11 mm/min traverse velocity. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

16 - Bimetal friction stir welding of aluminum to magnesium
P Pourahmad M Abbasi H.A Mehrabi

FSW material flow and phase transformation were studied at the interface of dissimilar welding of Al 6013 to Mg. Defect free butt weld was obtained when aluminum and magnesium test plates were placed in the advancing side and retreating side respectively, and the tool w چکیده کامل

FSW material flow and phase transformation were studied at the interface of dissimilar welding of Al 6013 to Mg. Defect free butt weld was obtained when aluminum and magnesium test plates were placed in the advancing side and retreating side respectively, and the tool was placed 1 mm off the weld centerline into the aluminum side. In order to understand how the materials flow during FSW, steel shots were implanted as indexes into the test plate’s intimate face and welding was performed with determined optimum parameters. X-ray images were used to evaluate secondary positions of the steel shots at weld zone. It was revealed that steel shots implanted in the advancing side test plate were penetrated from advancing side into the retreating side with a relatively large rotational displacement of α. But shots implanted in retreating side test plate remained only in retreating side, without penetrating into the advancing side, and displaced by a low angle of β. It could be concluded that to reach defect free welds by FSW between two dissimilar metals, the tool should be inserted in harder metal and harder metal should be placed in the advancing side too. EDS analysis was performed in order to study formation and distribution of intermetallic phases in the welds interface. Two intermetallic compounds formed sequentially at Al6013/Mg interface were Al3Mg2 and Al12Mg17 in weld condition. Welded specimens were heat treated and their effects on mechanical properties of welds and formation of new intermetallic layers were investigated. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

17 - Dissimilar Friction Stir Welding between Magnesium and Aluminum Alloys
Mahdi Salari

Joining two dissimilar metals, specifically Mg and Al alloys, using conventional welding techniques is extraordinarily challenging. Even when these alloys can be joined, the weld is littered with defects such as cracks, cavities, and wormholes. The focus of this study w چکیده کامل

Joining two dissimilar metals, specifically Mg and Al alloys, using conventional welding techniques is extraordinarily challenging. Even when these alloys can be joined, the weld is littered with defects such as cracks, cavities, and wormholes. The focus of this study was to use friction stir welding to create a defect-free joint between Al 2139 and Mg WE43. The design included an 11 mm scrolled and concave shoulder in addition to a 6 mm length pin comprised of two tapering, threaded re-entrant flutes that promoted and amplified material flow. Upon completion of this project, an improved experimental setup process was created as well as successful welds between the two alloys. These successful joints, albeit containing defects, lead to the conclusion that the tool used in the project was ill-fit to join the Al and Mg alloy plates. As a result of this aggressive pin design, there was a lack of heat generation towards the bottom of the pin even at higher (800-1000 rpm) rotation speeds. This lack of heat generation prohibited the material from reaching plastic deformation thus preventing the needed material flow to form the defect-free joint. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

18 - Evaluation of Optimal Conditions, Microstructure, and Mechanical Properties of Aluminum to Copper Joints Welded by FSW
Ahmad Afsari Shahin Heidari Jaleel Jafari

The joining of dissimilar metals by Friction stir welding (FSW) is one of the newest metal joining processes. In this research, the tool was made from H13 hot working steel, which has a concave shoulder with a 3-degree inclined angle. The welding operation performed usi چکیده کامل

The joining of dissimilar metals by Friction stir welding (FSW) is one of the newest metal joining processes. In this research, the tool was made from H13 hot working steel, which has a concave shoulder with a 3-degree inclined angle. The welding operation performed using a milling machine. The non-homogeneous workpieces joining of the Al alloy (5083) and a sheet of annealed copper (ASTM B36) with a thickness of 2 mm was investigated by the FSW method. The joining process was carried out at three tool transverse speeds of 25, 35, and 45 mm per minute and three rotational velocities of 1000, 1300, and 1600 rpm. Microstructural changes of the welded samples were analyzed by optical microscopy and scanning electron microscopy used to distinguish the type of phases. While its mechanical properties analyze according to different parameters used in the experiments. Also, the welded parts were subjected to microhardness and tensile tests. It found that the welding sample with a tool rotational speed of 1,300 rpm and a forward speed of 35 mm/min has the best mechanical properties, with a tensile strength of 82% and a yield strength of 80% of aluminum base metal. While welded components with a forward speed of 25 mm/min have tunnel defects and brittle phases of AlCu and Al2Cu formed in the stir region so that with the increase of rotational speed and forward speeds, the percentage of these brittle phases increases. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

19 - Experimental Investigation of One-pass and Two-pass Friction Stir Welding Process of Aluminum Alloy 6061 with and without Copper Foil
Qadarat Mohammad Jassim Al-Issawii Maziar Mahdipour Jalilian Mahdi Karami Khorramabadi

In this research, two methods of conventional Friction Stir Welding (FSW) and two-pass friction stir welding have been used to weld AA6061-T6 alloy parts with a copper interlayer (copper foil. Based on the results, it was determined that the number of welding passes, th چکیده کامل

In this research, two methods of conventional Friction Stir Welding (FSW) and two-pass friction stir welding have been used to weld AA6061-T6 alloy parts with a copper interlayer (copper foil. Based on the results, it was determined that the number of welding passes, the presence or absence of copper foil as an interlayer, the number of welding passes, the direction of tool rotation and the direction of tool movement in the second pass strongly affect the strength and ductility of FSW. According to the results, the highest tensile strength and ductility belong to TP-D(Two-Pass, type D), TP-B(Two-Pass, type B), TP-C(Two-Pass, type C), TP-A(Two-Pass, type A), CF-Cu and CF(Conventional FSW) samples, respectively. The mentioned samples have growth of 21, 29, 45, 36 and 58% respectively compared to the CF sample. The highest strength growth was related to the TP-D sample, which experienced a 58% increase in tensile strength compared to the CF sample. The tensile strength efficiency of this sample is 89.3% compared to the base metal. The highest increase in ductility was related to the TP-D sample, which experienced a 35% increase in ductility compared to the CF sample. The ductility efficiency of this sample is 81.1% compared to the base metal. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

20 - Manufacturing of Aluminum Thin Cylindrical Parts By Using Friction Stir Welding Method
Ahmad Reza Sabet Hamid Montazerolghaem

Recently friction stir welding for manufacturing of welded tubes has been developed. Friction stir welding is a continuous solid state welding process in which a non-consumable rotating tool using severe plastic deformation Can join materials can be join materials. Comm چکیده کامل

Recently friction stir welding for manufacturing of welded tubes has been developed. Friction stir welding is a continuous solid state welding process in which a non-consumable rotating tool using severe plastic deformation Can join materials can be join materials. Commonly, a portion of a specially shaped rotating tool is plunged between metalsjoint cross section and adjacent faces of the joint. After entering the rotating tool on the weld, a relative movement between the rotating tool and the friction heating surface creates a plastic deformation zone around the submerged sections of the tool. The work piece will be heated during the friction stir welding, but the work piece temperature will not reach to the melting point. One of the major problems for manufacturing the thin cylindrical tube is related to low mechanical strength while the melting method such as laser is applied. In this research, it is reveals that the friction stir welding method can be a reasonabletechnique for manufacture of thin cylindrical parts. In this paper, an attempt was made to show thepossibility of frictional stir welding for manufacturing of thin cylindrical AA 6063aluminum parts. Various ranges of welding parameters include of rotation speed and welding speed are implemented to the thin thickness bent sheet i.e. 1.5 mm.By considering on obtained cylindrical tubes, it is found that the sound seem thin tube is achieved in rotational speed of 2500 rpm and welding speed of 4 mm/min respectively. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

21 - Friction Stir Welding of Dissimilar Poly Methyl Methacrylate and Polycarbonate Sheets
Mojtaba Rezaee Hajideh Omid Shapurgan Navid Molla Ramzani Essa Hasan Nejad

The widespread application of thermoplastic polymers in different aspects of industries has motivated researchers and companies to improve and upgrade their forming, joining and assembling processes to overcome their limitations. One of the newest joining methods of the چکیده کامل

The widespread application of thermoplastic polymers in different aspects of industries has motivated researchers and companies to improve and upgrade their forming, joining and assembling processes to overcome their limitations. One of the newest joining methods of thermoplastics is friction stir welding which is based on frictional heat generated through contact between a rotating tool and the workpiece.The aim of this study is to investigate the weldability of dissimilarpoly methyl methacrylate and polycarbonatesheets via friction stir welding approach.The effects of process parameters such as rotational and traverse speeds and the heater temperature on the mechanical properties of the joints were studied comprehensively. Rotational and traverse speeds and heater temperature of 2100 rpm, 8 mm/min and 120 °C, offered the optimized mechanical properties of the joint. In the optimum joining condition, welded joint with strength equal to 98% of polycarbonate and with higher hardness than the polycarbonate was obtained. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

22 - Simulation of Tool Rotation and Travelling Speed Effects on Friction Stir Welding of Ti-6Al-4V
Hamed Aghajani Derazkola

In this research, the effects of parameters include tool rotational and traverse speeds were investigated on heat generation and material flow during friction stir welding of Ti-6Al-4V alloy with computational fluid dynamics (CFD) method. Simulation results showed that چکیده کامل

In this research, the effects of parameters include tool rotational and traverse speeds were investigated on heat generation and material flow during friction stir welding of Ti-6Al-4V alloy with computational fluid dynamics (CFD) method. Simulation results showed that with increasing of tool rotational and decreasing tool traverse speed, the more frictional heat generates which causes formation of bigger stir zone. Results indicate that the rotation of the shoulder can accelerate the material flow behavior near the top surface. The temperature field in the friction stir welding of Ti-6Al-4V alloy was anti symmetric to the welding line. Due to the results the heat generation and temperature distribution at advancing side were more than retreating side in all joint conditions. According to the results unsmooth and disarray flow patterns were formed in stir zone which caused formation of banded layer structure in advancing side. Due to results the torque decreases with an increase in the tool rotation speed due to increases in the heat generation rate and temperature, but torque is not significantly affected by the change in welding speed. The computed pressure field was higher in front of the tool compared to the trailing edge, and it is because pressure difference is required for flow occur. According to the selected parameters in this study, maximum temperature was produced in 800rpm tool speed and the computed strain rate and pressure of workpiece in this speed were 2.3 s-1, 0635 MPa, respectively. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

23 - Effects of Tool Tilt Angle and Plunge Depth on Properties of Polycarbonate FSW Joint
Hamidreza Mohammadi Kuhbanani Hesameddin Yasemi Hamed Aghajani Derazkola

In the present article, the effects of friction stir welding (FSW) tool plunge depth (TPD) and tool tiltangle (TTA) were investigated on the heat generation and the material flow during solid-statejoining of polycarbonate (PC) sheet experimentally and simulated with com چکیده کامل

In the present article, the effects of friction stir welding (FSW) tool plunge depth (TPD) and tool tiltangle (TTA) were investigated on the heat generation and the material flow during solid-statejoining of polycarbonate (PC) sheet experimentally and simulated with computational fluiddynamics (CFD) method. Simulation results showed that increasing heat input (higher TTA andlower TPD) could increase the size of the stir zone. Results indicate that control of TPD and TTAcan improve the material flow near the top surface. The temperature field in the friction stir weldingof PC was anti symmetric to the welding line. Due to the results, the heat generation andtemperature distribution at the advancing side were more than the retreating side in all jointconditions. According to selected parameters, a strong sample was produced at 1.2 TPD and 2.5oTTA. This sample had 92% PC tensile strength, 89% PC flexural strength, and 86% of impactenergy. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

24 - A Hybrid Thermal Assisted Friction Stir Welding Approach for PMMA Sheets
Mojtaba Rezaee Hajideh Mohammadreza Farahani Masoud Ahmad Khanbeigi

The widespread application of thermoplastic polymers in different aspects of industries hasmotivated researchers and companies to improve and upgrade their forming, joining and assemblingprocesses to overcome their limitations. One of the newest joining methods of therm چکیده کامل

The widespread application of thermoplastic polymers in different aspects of industries hasmotivated researchers and companies to improve and upgrade their forming, joining and assemblingprocesses to overcome their limitations. One of the newest joining methods of thermoplastics isfriction stir welding which is based on frictional heat generated through contact between a rotatingtool and the workpiece. A hybrid thermal assisted friction stir welding approach was proposed inthis study for two Poly methyl methacrylate sheets. In this method, the stationary shoe was heatedup to the specified temperature and then the FSW tool was gradually plunged toward the clampedsheets. The effects of different process parameters such as rotational and traverse speeds and theheater temperature on the mechanical properties of the joints were studied. Results showed thatapplying the optimum rotational speeds of 1600 rpm and highest traverse speeds of 12.5 mm/minwith the stationary shoe heats up to 70% of base polymer melting temperature which leads to thehighest joint performance with strength equal to 95% of PMMA strength. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

25 - Experimental Investigation of the Effect of Using Tools with Tapered Pins in Friction Stir Welding (FSW) of AA6061-T6 Aluminum Alloy
Saleh Al Khatour Maziar Mahdipour Jalilian Mahdi Karami Khorramabadi

The present study investigated the effect of using tools with tapered pins in Friction Stir Welding (FSW) of AA6061-T6 aluminum alloy. Two techniques named conventional FSW and Refill Friction Stir Welding (RFSW) were used for this purpose. Five tools with different tap چکیده کامل

The present study investigated the effect of using tools with tapered pins in Friction Stir Welding (FSW) of AA6061-T6 aluminum alloy. Two techniques named conventional FSW and Refill Friction Stir Welding (RFSW) were used for this purpose. Five tools with different tapered angles (0, 5, 10, 15, and 20 degrees) were used. To study the mechanical properties, tensile, three-point bending, and Vickers microhardness tests were performed. Macrographic and microstructural tests were also used to investigate the metallurgical properties of the welded samples. Based on the results, it was found that the key factors determining the ductility and strength of the welded specimens are the type of welding process (conventional FSW or RFSW) and the geometry of the tool pin (straight or tapered pin). Furthermore, it was found that all specimens welded by RFSW have higher tensile strength and elongation than the samples welded by conventional FSW. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

26 - تاثیر نانو ذرات آلومینا، تعداد پاس اختلاط و سرعت دوران در رفتار مکانیکی آلیاژ منیزیم AM60 جوشکاری شده به روش اصطکاکی- اغتشاشی (FSW)
آرش بهزادی نژاد عباس محصل حمید امیدوار نادر ستوده

در پژوهش حاضر رفتار مکانیکی قطعات آلیاژی AM60 جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی تحت تاثیر تعداد پاس اختلاط و حضور نانو ذرات آلومینیا بررسی شد. بررسی های میکروسکوپی نشان داد افزایش سرعت دوران ابزار کار در ناحیه بهم خورده جوش باعث افزایش دما و افزایش کرنش و در نتیجه کاهش چکیده کامل

در پژوهش حاضر رفتار مکانیکی قطعات آلیاژی AM60 جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی تحت تاثیر تعداد پاس اختلاط و حضور نانو ذرات آلومینیا بررسی شد. بررسی های میکروسکوپی نشان داد افزایش سرعت دوران ابزار کار در ناحیه بهم خورده جوش باعث افزایش دما و افزایش کرنش و در نتیجه کاهش اندازه دانه و افزایش بیشتر دما باعث رشد دانه می شود. نتایج به وقوع تبلور مجدد دینامیکی در منطقه اختلاط یافته جوش، وقوع تبلور مجدد ناقص در منطقه متاثر از تغییرشکل پلاستیک و حرارت و رشد دانه ها در منطقه متاثر از حرارت جوش دلالت داشت. سرعت دوران rpm1200به عنوان سرعت دوران بهینه برای ریزدانگی، سختی و استحکام نهایی کششی استنتاج شد. در حضور نانو ذرات، اندازه دانه ها کاهش یافت اما بدلیل رقابت دو عامل بالا سرعت دوران بهینه تغییر نکرد. در عدم حضور نانوذرات، افزایش تعداد پاس اختلاط منجر به کاهش اندازه دانه ها شد اما در نمونه های دارای نانوذرات آلومینا، هرچند که وجود ذرات تقویت کننده منجر به کاهش اندازه دانه ها شد ولی افزایش تعداد پاس اختلاط، تاثیر محسوس در کاهش اندازه دانه ها نداشت. نتایج XRD نشان داد اختلاط مواد در حین عملیات جوشکاری منجر به حلالیت ترکیب Mg17Al12 می شود. در نمونه های با نانو ذرات آلومینا نسبت به نمونه های بدون ذرات، در یک سرعت دوران معین، سختی و استحکام بیشتر افزایش یافت. با افزایش سرعت دوران، میزان نش های برشی در حین عملیات جوشکاری افزایش یافته و منجر به کاهش اندازه ذرات آلومینای آگلومره شده و بهبود چقرمگی شد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

27 - بررسی تاثیر افزودن نانوذرات کاربید سیلیسیم بر خواص مکانیکی آلیاژ منیزیم AZ31 جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی
امین عبداله زاده علی شکوه فر حمید امیدوار محمد علی صفرخانیان محمدرضا نادری

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 ش چکیده کامل

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. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

28 - اتصال همجنس و غیر همجنس آلیاژهای آلومینوم 5754 و 6063 به روش جوشکاری اصطکاکی- اغتشاشی
امین ربیعی زاده احمد افسری فرهاد ارغوانی فرناز احمدی کیسمی

فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یکی از فرآیندهای نوین در اتصال فلزات گوناگون در حالت جامد است. در این پژوهش اتصال همجنس و غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیم 5754 و 6063 مورد مطالعه قرار گرفت. با تغییر پارامترهای سرعت دورانی و سرعت پیشروی، نهایتا بهترین سرعت دورانی 2000 دور بر دق چکیده کامل

فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یکی از فرآیندهای نوین در اتصال فلزات گوناگون در حالت جامد است. در این پژوهش اتصال همجنس و غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیم 5754 و 6063 مورد مطالعه قرار گرفت. با تغییر پارامترهای سرعت دورانی و سرعت پیشروی، نهایتا بهترین سرعت دورانی 2000 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 4 میلی‌متر بر دقیقه انتخاب گردید. نمونه‌های جوشکاری شده توسط روش‌های بازرسی غیر مخرب از قبیل بازرسی چشمی و رادیوگرافی مورد بررسی قرار گرفتند و هیچگونه عیبی مشاهده نشد. در ادامه آزمون‌های استحکام کششی انجام شد که افزایش اندک در استحکام کششی این آلیاژها دیده شد. آزمون ریز سختی نیز بر روی نمونه‌ها صورت گرفت که در نتیجه‌ی ریز شدن دانه‌ها سختی اندکی کاهش پیدا کرد و نهایتا ریزساختار ناحیه اتصال توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مورد مشاهده و بررسی قرار گرفت. بررسی‌های ریزساختاری محل شکست نمونه‌ها نشان داد که شکست نرم مکانیزم اصلی شکست در اتصال‌های همجنس و غیرهمجنس است. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

29 - ارزیابی ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال لبه رویهم جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم 6061 در سرعت های پیشروی متفاوت
فرهاد غروی ایمان ابراهیم زاده علی سهیلی

در این تحقیق ورق هایی از جنس آلیاژ آلومینیوم 6061 با طرح اتصال لبه رویهم بوسیله روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی جوش داده شدند. تاثیر پارامتر سرعت پیشروی ابزار روی ریز ساختار و خواص مکانیکی اتصالات جوشکاری شده مورد ارزیابی قرار گرفت. فرآیند جوشکاری در شرایط سرعت دورانی ثابت چکیده کامل

در این تحقیق ورق هایی از جنس آلیاژ آلومینیوم 6061 با طرح اتصال لبه رویهم بوسیله روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی جوش داده شدند. تاثیر پارامتر سرعت پیشروی ابزار روی ریز ساختار و خواص مکانیکی اتصالات جوشکاری شده مورد ارزیابی قرار گرفت. فرآیند جوشکاری در شرایط سرعت دورانی ثابت (1000 دور بر دقیقه) و سرعت های پیشروی متغییر ( 20 تا 60 میلیمتر بر دقیقه) انجام پذیرفت. نتایج حاصله نشان داد با افزایش سرعت پیشروی استحکام برشی-کششی و راندمان اتصال به ترتیب از حدود 126 تا 132 مگا پاسکال و از حدود 6/40 تا 5/42 درصد افزایش یافت. اگرچه میزان متوسط سختی در ناحیه دکمه جوش (NZ) نسبت به ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) با افزایش سرعت پیشروی افزایش یافت ولی اندازه متوسط دانه در ناحیه دکمه جوش و ناحیه متاثر از حرارت به ترتیب از حدود 43 به 32 میکرومتر و از حدود 99 به 87 میکرومتر کاهش یافت. همچنین میزان پارامتر ضخامت موثر ورق (EPT) با افزایش سرعت پیشروی از حدود 4/3 تا 1/4 میلیمتر افزایش یافت و باعث محدود شدن شکل و ابعاد عیب نازک شدگی از ناحیه دکمه جوش تا فصل مشترک نواحی دکمه جوش و متاثر از کار مکانیکی (TMAZ) گردید. حالت و شیوه شکست در اتصالاتی با بالاترین استحکام برشی-کششی بصورت جدایش ورق در امتداد عیب نازک شدگی در سمت پیشرو در درون ناحیه دکمه جوش نمایان شد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

30 - بررسی تاثیر هندسه ابزار بر خواص مکانیکی و شکل گیری عیوب رایج در اتصال لبه روی هم آلیاژهای آلومینیوم در فرآیند جوشکاری هم زن اصطکاکی
محمدرضا نادری محمد علی صفرخانیان امیر حسین کوکبی امین عبداله زاده

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 ( ب چکیده کامل

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. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

31 - مطالعه ریزساختار و سختی جوش اصطکاکی اغتشاشی فولاد API 70 در حضور ذرات اکسیدتیتانیوم
رسول پوریامنش کامران دهقانی

در این مطالعه، خواص ریزساختاری و سختی جوش اصطکاکی اغتشاشی فولاد کم‌آلیاژ استحکام بالای API- X70 در حضور ذرات دی اکسید تیتانیوم (TiO2) مطالعه شده است. در این راستا، مخلوط همگنی از پودر TiO2 و پودر فولاد X70 به درزجوش اضافه شده و جوشکاری اعمال شده است. جوشکاری اصطکاکی اغت چکیده کامل

در این مطالعه، خواص ریزساختاری و سختی جوش اصطکاکی اغتشاشی فولاد کم‌آلیاژ استحکام بالای API- X70 در حضور ذرات دی اکسید تیتانیوم (TiO2) مطالعه شده است. در این راستا، مخلوط همگنی از پودر TiO2 و پودر فولاد X70 به درزجوش اضافه شده و جوشکاری اعمال شده است. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی روی فولاد X70 در دو حالت حاوی ذرات و بدون ذرات TiO2 انجام شده است. جهت بررسی‌های ریزساختاری از میکروسکوپ نوری و اندازه‌گیری سختی از ابزار سختی سنجی ویکرز استفاده شده است. نتایج نشان داده است که در نمونه‌ی حاوی ذرات TiO2، سختی نواحی مختلف فلزجوش وابستگی شدیدی به ریزساختاردارد؛ ریزساختار نیز تحت تأثیر گرمای ورودی و عملیات اغتشاشی است. قابل ذکر است که ذرات پودر TiO2 در منطقه‌ی اغتشاشی بصورت همگن توزیع یافته و ریزساختار و سختی را تغییر داده‌اند. به‌طورخاص، ریزساختار از حالت غالب فریت سوزنی با سختی حدود 300HV در نزدیکی سطح نمونه به فریت چندوجهی (PF) با سختی 180HV در نزدیکی ریشه‌ی جوش تبدیل شده است. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

32 - اثر زاویه سطح شانه ابزار روی خواص اتصال در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم 5052
فرهاد غروی

در این تحقیق، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با طرح اتصال لبه رویهم آلیاژ آلومینیوم 5052 اجرا گردید و اتصالات جوش لبه رویهم توسط سرعت پیشروی 63 میلیمتر بر دقیقه و سرعت چرخش ابزار 1450 دور بر دقیقه ساخته شدند. سه نوع ابزار با زاویه سطح شانه متفاوت (صفر، 5 و 10 درجه) طراحی و است چکیده کامل

در این تحقیق، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با طرح اتصال لبه رویهم آلیاژ آلومینیوم 5052 اجرا گردید و اتصالات جوش لبه رویهم توسط سرعت پیشروی 63 میلیمتر بر دقیقه و سرعت چرخش ابزار 1450 دور بر دقیقه ساخته شدند. سه نوع ابزار با زاویه سطح شانه متفاوت (صفر، 5 و 10 درجه) طراحی و استفاده شد. تاثیر زاویه سطح شانه بر خواص اتصال جوش بوسیله میکروسکوپ نوری و آزمون کشش-برش مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که در زاویه سطح شانه صفر درجه، یک کانال پیوسته در سمت پیشرونده نزدیک به دکمه جوش ایجاد و در طول خط جوش گسترده شد. اتصال لب رویهم با بیشترین استحکام شکست، کوچک ترین اندازه قلاب و در طی آزمون برشی کششی، شکست از محل عیب قلاب نبوده و در فصل مشترک ورق ها رخ داده است. اندازه عیب قلاب (Hook) و ضخامت موثر ورق (EPT) با زیاد شدن زاویه سطح شانه به ترتیب از 5/4 به 2 و از 25/2 به 1 کاهش یافتند در حالی که بالاترین خواص کششی-برشی در زاویه سطح شانه برابر با 10 درجه به 4650 نیوتن بر میلیمتر رسید. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

33 - تأثیر سرعت چرخش ابزار بر خواص مکانیکی و رفتار خوردگی اتصال غیرهمجنس آلیاژ آلومینیوم 5083 و تیتانیوم خالص تجاری به روش جوشکاری همزن اصطکاکی
مسعود شعبانی بهروز شایق بروجنی رضا ابراهیمی کهریزسنگی

در این مقاله، تأثیر سرعت چرخش ابزار بر روی خواص مکانیکی و خوردگی اتصال تیتانیوم خالص تجاری و آلیاژ آلومینیوم 5083، به روش همزن اصطکاکی، بررسی شده است. ابتدا با جوشکاری‌های مقدماتی محدوده پارامترهای لازم برای دستیابی به اتصال مناسب بدست آمده و سپس با تغییر سرعت چرخش ابزا چکیده کامل

در این مقاله، تأثیر سرعت چرخش ابزار بر روی خواص مکانیکی و خوردگی اتصال تیتانیوم خالص تجاری و آلیاژ آلومینیوم 5083، به روش همزن اصطکاکی، بررسی شده است. ابتدا با جوشکاری‌های مقدماتی محدوده پارامترهای لازم برای دستیابی به اتصال مناسب بدست آمده و سپس با تغییر سرعت چرخش ابزار، خواص مکانیکی و خوردگی نواحی متأثر از حرارت، ناحیة جوش و سطح مقطع جوش به کمک آزمون پلاریزاسیون تافل و روش طیف‌نگاری امپدانس الکتروشیمیایی، بررسی شده و نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که رفتار خوردگی در اتصالات، از سرعت چرخش ابزار تأثیر پذیر بوده و نواحی جوش و متأثر از حرارت، مقاومت در برابر خوردگی ضعیف‌تری نسبت به فلزات پایه داشته‌اند. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

34 - بررسی ریزساختار، سختی و لایه‌های بین‌فلزی در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلومینیوم 6065 و مس
مجید الیاسی رحیم نریمانی مرتضی حسین زاده حامد آقاجانی درازکلا

در این پژوهش، تغییرات متالورژیکی اتصال لب روی هم غیر همجنس فلز مس و آلیاژ آلومینیوم 6065 با استفاده از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص متالورژیکی اتصال از میکروسکوپ نوری، آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD)، ‌پراش انرژی اشعه ایکس (EDS) و چکیده کامل

در این پژوهش، تغییرات متالورژیکی اتصال لب روی هم غیر همجنس فلز مس و آلیاژ آلومینیوم 6065 با استفاده از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص متالورژیکی اتصال از میکروسکوپ نوری، آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD)، ‌پراش انرژی اشعه ایکس (EDS) و آزمون ریزسختی سنج ویکرز استفاده شد. نتایج حاصل از بررسی ها نشان داد به دلیل تماس مسقیم آلومینیوم با شانه ایزار، تغییرات اندازه ریز ساختار فلز آلومینوم 6065 نسبت به فلز مس بیشتر بود. با افزایش سرعت دورانی ابزار و بیشتر شدن گرمای حاصل از اصطکاک، اندازه ریزساختار هر دو فلزپایه آلومینوم 6065 و مس کوچکتر شد و با افزایش سرعت خطی، و افزایش نرخ خنک شوندگی محل اتصال اندازه آنها بزرگتر شد. نتایج حاصل نشان داد که در منطقه اغتشاش، ساختارهای لایه ای در مرز دو فلز شکل گرفت که با افزایش دمای ورودی به محل اتصال ابعاد ساختارهای لایه ای شکل گرفته نازکتر و طول آنها طویل تر می‌شود. امتزاج بین دو فلز پایه در سرعت دورانی بالا و سرعت خطی پایین ابزار سبب شد تا ترکیبات بین فلزی CuAl2 و Cu9Al4 در مرز بین دو فلز شکل بگیرد. به دلیل تغییرات ریزساختاری محل اتصال و نیز شکل‌گیری لایه‌های بین‌فلزی، سختی محل اتصال از قسمت های دیگر اتصال بیشتر بود. بیشترین سختی محل اتصال بر اساس ریزسختی ویکرز 111 بود که در سرعت دورانی 1130 دور در دقیقه و سرعت خطی 24 میلیمتر بر دقیقه تولید شد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

35 - جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلومینیوم 1050 فوق ریزدانه: بررسی متغیرهای هندسه پین، دمای اتمسفر جوشکاری و سرعت‌های جوشکاری بر خواص مکانیکی
مرتضی حسینی حبیب دانش منش

به‌کارگیری آلومینیوم فوق ریزدانه و یا نانو ساختار به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا بسیار موردتوجه می‌باشد. یکی از چالش‌های اصلی این حوزه جوشکاری این مواد جهت تولید سازه‌های مهندسی می‌باشد. با توجه به پتانسیل بالای روش جوشکاری حالت‌جامد اصطکاکی اغتشاشی در اتصال مواد فلزی چکیده کامل

به‌کارگیری آلومینیوم فوق ریزدانه و یا نانو ساختار به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا بسیار موردتوجه می‌باشد. یکی از چالش‌های اصلی این حوزه جوشکاری این مواد جهت تولید سازه‌های مهندسی می‌باشد. با توجه به پتانسیل بالای روش جوشکاری حالت‌جامد اصطکاکی اغتشاشی در اتصال مواد فلزی نانو ساختار، در این تحقیق با استفاده از تجهیزات و تکنیک‌های مختلف مانند میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی، آزمایش ریز سختی و آزمایش کشش تک‌محوره نحوه اثر برخی از متغیرهای اصلی این روش جوشکاری بر خواص مکانیکی اتصال ورق‌های آلومینیومی 1050 فوق ریزدانه تولید شده توسط تکنیک اتصال نورد تجمعی مورد مطالعه قرار گرفته است. متغیرهای مورد مطالعه شامل سرعت‌های جوشکاری، هندسه پین ابزار جوشکاری و دمای اتمسفر جوشکاری بوده است. نتایج به دست آمده نشان‌دهنده افزایش ریز سختی جوش با کاهش سرعت چرخشی یا افزایش سرعت انتقالی ابزار به دلیل حرارت کمتر ورودی به منطقه جوش می‌باشد. بررسی تأثیر هندسه پین نشان‌دهنده کم تأثیر بودن این متغیر بر خواص کششی اتصال می‌باشد. تنها در مورد ابزار با پین رزوه خورده بهبود مختصری در خواص کششی ایجاد شده است. انجام جوشکاری به شکل زیر آبی به نسبت جوشکاری در هوا می‌تواند سبب بهبود استحکام اتصال شود اما استفاده از آبی با دمای بسیار پایین (1 درجه سانتی‌گراد) در مقایسه با نمونه جوشکاری شده در آب با دمای 25 درجه سانتی‌گراد با ایجاد برخی عیوب جوشکاری مانند حفرات و کانال داخلی تأثیری معکوس داشته و خواص کششی اتصال ایجاد شده را به‌شدت تنزل می‌دهد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

36 - اثر نوع لایه واسط بر خواص مکانیکی و ریزساختار اتصال آلومینیوم 6061 از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW)
سید امین کفائی حامد ثابت محسن قنبری

در پژوهش حاضر اثر متغیرهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فلز آلومینیوم 6061 با استفاده از لایه واسط و بدون لایه واسط انجام شده است. پس از انجام فرآیند جوشکاری، آزمون‌های میکرو سختی، کشش و بررسی ریزساختار با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. در بین چکیده کامل

در پژوهش حاضر اثر متغیرهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فلز آلومینیوم 6061 با استفاده از لایه واسط و بدون لایه واسط انجام شده است. پس از انجام فرآیند جوشکاری، آزمون‌های میکرو سختی، کشش و بررسی ریزساختار با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. در بین نمونه‌های جوشکاری شده با لایه‌های واسط آلومینیوم 4043، 5556 و 2024 و بدون لایه واسط، نمونه جوشکاری شده با نسبت سرعت دورانی به خطی ۲۵ دور بر میلی‌متر (سرعت دورانی 1250 دور بر دقیقه و سرعت خطی 50 میلی‌متر بر دقیقه) با لایه واسط آلومینیوم 2024 دارای بیشترین استحکام کششی به مقدار ۱۹۲ مگاپاسکال و دارای بیشترین سختی با مقدار 154 ویکرز بود. کمترین استحکام کششی مربوط به نمونه جوشکاری شده با لایه واسط آلومینیوم 4043 با نسبت سرعت دورانی به خطی ۲۵ دور بر میلی‌متر (سرعت دورانی 800 دور بر دقیقه و سرعت خطی 5/31 میلی‌متر بر دقیقه) به مقدار ۱۶۶ مگاپاسکال بوده و با ۹۶ ویکرز نیز دارای کمترین میزان سختی در قسمت دکمه جوش در بین تمامی نمونه‌ها بود. بررسی ریزساختاری نیز نشان‌دهنده درشت بودن دانه‌ها در نمونه‌های جوشکاری شده با لایه واسط و بدون لایه واسط با نسبت سرعت دورانی به خطی ۳۲ دور بر میلی‌متر به نسبت بقیه نمونه‌ها بود. نمونه جوشکاری شده با لایه واسط آلومینیوم 4043 و در نسبت سرعت دورانی به خطی ۲۵ دور بر میلی‌متر بر دقیقه دارای ریزترین اندازه دانه به مقدار ۹ میکرومتر در بین نمونه‌های جوشکاری شده با لایه واسط بود. نتایج آزمون‌ها نشان می‌دهد استفاده از آلومینیوم 5556 و 2024 به‌عنوان لایه واسط باعث بهبود خواص مکانیکی ناحیه اتصال گردیده است. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

37 - بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد دوفازی فریتی/مارتنزیتی DP700 جوشکاری شده به روش اصطکاکی همزدنی
مهدی محمودی نیا امیر حسین کوکبی مسعود گودرزی

در تحقیق حاضر، به بررسی اثر متغیر سرعت پیشروی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال فولاد دوفازی DP700 جوشکاری شده به روش اصطکاکی همزدنی پرداخته شده است. جوشکاری در سرعت دورانی rpm 800 و سرعت های پیشروی 50 و mm/min 100 انجام شد. بررسی های ریزساختاری توسط میکروسکوپ های نوری چکیده کامل

در تحقیق حاضر، به بررسی اثر متغیر سرعت پیشروی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال فولاد دوفازی DP700 جوشکاری شده به روش اصطکاکی همزدنی پرداخته شده است. جوشکاری در سرعت دورانی rpm 800 و سرعت های پیشروی 50 و mm/min 100 انجام شد. بررسی های ریزساختاری توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی و ارزیابی خواص مکانیکی توسط آزمون های سختی سنجی و کشش صورت گرفت. نتایج ریزساختاری نشان داد منطقه همزده شامل فازهای بینیت، فریت سوزنی و فریت پلی گونال است. همچنین مشخص شد که منطقه متأثر از حرارت، با توجه به پیک دمایی در قسمت های مختلف، به سه ناحیه درونی (پیک دمایی بالاتر از دمای بحرانی Ac3)، ناحیه میانی (پیک دمایی بین دماهای بحرانی Ac1 و Ac3) و ناحیه بیرونی (پیک دمایی کمتر از دمای بحرانی Ac1) قابل تفکیک است. همچنین مشخص شد که در ناحیه متأثر از حرارت بیرونی فاز مارتنزیت تمپر شده و شدت تمپر در این منطقه با افزایش سرعت پیشروی ابزار، به دلیل کاهش نرخ حرارت ورودی، کم می شود. بررسی های سختی سنجی نشان داد که افت سختی در منطقۀ نرم شده با افزایش سرعت پیشروی از 28 به 20 ویکرز کاهش پیدا می کند. بیشترین سختی اتصال مربوط به منطقۀ همزده بود که افزایش سرعت پیشروی مقدار متوسط آن از 345 به 375 ویکرز افزایش یافت. نتایج آزمون کشش نشان داد که استحکام نهایی اتصالات ایجاد شده کمتر از فلز پایه (MPa723) می باشد و با افزایش سرعت پیشروی از 662 به MPa671 افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد که افزایش سرعت پیشروی از 50 به mm/min100 باعث بهبود 6/2% ازدیاد طول می شود. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

38 - تاثیر جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر رفتار خوردگی مس خالص در محلول 5/3 درصد وزنی کلرید سدیم
امیرحسین طاهری آرش فتاح الحسینی

در این تحقیق، تاثیر جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر رفتار خوردگی مس خالص در محلول 5/3 درصد وزنی کلرید سدیم بررسی شد. برای این منظور مس خالص با سرعت چرخش 355 دور بر دقیقه و سرعت های پیشروی 20، 28 و 40 میلی متر بر دقیقه جوشکاری شد. ریزساختار مس خالص و مس خالص جوشکاری شده به وس چکیده کامل

در این تحقیق، تاثیر جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر رفتار خوردگی مس خالص در محلول 5/3 درصد وزنی کلرید سدیم بررسی شد. برای این منظور مس خالص با سرعت چرخش 355 دور بر دقیقه و سرعت های پیشروی 20، 28 و 40 میلی متر بر دقیقه جوشکاری شد. ریزساختار مس خالص و مس خالص جوشکاری شده به وسیله پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین رفتار خوردگی نمونه ها در محلول 5/3 درصد وزنی کلرید سدیم با استفاده از آزمون های پلاریزاسیون تافل و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شدند. نتایج نشان دادند که جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی باعث کاهش اندازه دانه مس خالص و بهبود مقاومت به خوردگی ناحیه اغتشاش می شود. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

39 - Friction Stir Welding؛ Material Flow؛ Heat Generation؛ Thermal Simulation؛ Poly methyl methacrylate (PMMA)
حامد آقاجانی درازکلا

In this study, the effects of linear and rotational speed of the friction stir welding tool was investigated on the heat generation and distribution at surface and inside of workpiece, material flow and geometry of the welding area of poly methyl methacrylate (PMMA) wor چکیده کامل

In this study, the effects of linear and rotational speed of the friction stir welding tool was investigated on the heat generation and distribution at surface and inside of workpiece, material flow and geometry of the welding area of poly methyl methacrylate (PMMA) workpiece. The commercial CFD Fluent 6.4 software was used to simulation of the process with computational fluid dynamic technique. To increase the accuracy of simulation, weld area was modeled as a non-Newtonian fluid with pseudo melt behavior around tool pin. The results of the simulation showed at the higher the proportion of rotational speed to linear speed, the material flow in front of the tool and the welding region became bigger. The maximum temperature and turbulence generated heat and material flow were observed at the advancing side. The simulation results were showed acceptable agreement with experimental results. Based on the studied parameters, the maximum generated heat was of 115° C, the maximum material velocity was 0.24 m/s around tool shoulder and maximum pressure on the workpiece was predicted 9 MPa. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

40 - Optimization of the parameters of low-carbon steel (EN10130) welding using friction stir welding method
اکبر علیمحمدی مسعود کثیری مسعود افرند حسین نوروزی فروشانی

Friction-stir welding process is a novel method of solid state welding, which produces heat due to friction between the pin, the shoulder and the workpiece. This heat causes a paste area. Shoulder pressure and pin spin cause edges integration and lead to welding. In thi چکیده کامل

Friction-stir welding process is a novel method of solid state welding, which produces heat due to friction between the pin, the shoulder and the workpiece. This heat causes a paste area. Shoulder pressure and pin spin cause edges integration and lead to welding. In this study, firstly, the feasibility of welding of steel sheet (EN10130) with a thickness of 1.5mm has been tested by 58 experiments. After making perfect welds, the ranges of 500-1000 RPM and 30-160 mm/min were selected as the suitable upper and lower levels, respectively, for rotational speed and linear speed. To achieve a maximum tensile strength, 29 tests were designed by using the Box-Benken method considering specified levels of the parameters. Then, the response surface methodology was used for optimization of the parameters. Results showed that the optimal outputs and experimental data were in good agreement, which indicate the adequacy of the design of experiments and optimization predict results. Micro-hardness tests, metallography and normal tensile test were carried out on three series of plates produced with the most appropriate tensile strength and elongation. Results showed that heat-affected zone weaked the sheet of advancing side compared to other welding zones. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

41 - Effect of friction stir welding parameters of aluminum alloy tubes on succeeding rotary draw bending
Alireza Soleymanipoor Hamid Montazerolghaem Mohsen Loh-mousavi

Thin-walled aluminum alloy tubes utilized for industrial applications like aviation and car manufacturing can be produced by various processes which are mainly divided into seamless and welded tubes. The utilization of welded tubes is desired to meet the increasing need چکیده کامل

Thin-walled aluminum alloy tubes utilized for industrial applications like aviation and car manufacturing can be produced by various processes which are mainly divided into seamless and welded tubes. The utilization of welded tubes is desired to meet the increasing need for production efficiency and flexibility in design particularly when the shape cross section is asymmetrical. In this study, the possibility of attaining the defect-free and manufacturing of friction stir welded tube of AA 6061-T6 having a wall thickness of 2.5 mm was carried out and process parameters were optimized to get a visually defect-free welded tube. In the next step, the characterization of welded tubes using rotary draw bending of the welded tubes was done. With the increase in the welding speed, the average ovality in bent tubes was decreased and with the increase in the bending speed, the ovality was decreased in rotary draw bending of friction stir welded aluminum tubes. پرونده مقاله

فهرست مقالات Friction Stir Welding

سکوی نشر دانش

پیوندهای سایت

مراکز مرتبط

پشتیبانی

صفحات رسمی