جوشکاری همزن اصطکاکی (fsw)، بسیاری از مشکلات و محدودیتهای ناشی از ذوب و انجماد فلز جوش را ندارد و با کنترل متغیرهای آن می توان به ریزساختار و خواص مکانیکی مناسب در موضع اتصال رسید. پژوهش حاضر به بررسی نحوه پیدایش ریزساختار در متغیرهای مختلف fsw و تأثیر آن بر خواص مکانیکی فولاد زنگ نزن دوپلکس 2205 saf می پردازد. یک ابزار ساده از جنس wc-co برای فرآوری ورقهای mm 2 در سرعتهای چرخشی 200، 400، 600 و rpm 800 و سرعتهای جوشکاری 50، 100، 150، 200، 250، 300 و mm/min 350 به کار رفت. مطالعه ریزساختار و مشخصات بافتی ناحیه همزده (sz) با آنالیز تفرق الکترونهای برگشتی (ebsd) مشخص کرد که در فریت، فرآیند تبلورمجدد دینامیکی پیوسته و در آستنیت، فرآیندهای تبلورمجدد ایستایی و دینامیکی پیوسته اتفاق می افتد و سبب تشکیل دانه های ریز هم محور می گردد. تغییرات اندازه دانه و ویژگیهای بافتی نشان داد که ماده در سمت پیشرونده sz تغییرشکل پلاستیک بیشتری را متحمل می شود و بنابراین اندازه دانه ها در این ناحیه کوچکتر از سایر نقاط جوش است. علاوه بر این، با افزایش سرعت جوشکاری و یا کاهش سرعت چرخشی، با وجود ثابت ماندن نسبت ?/?، اندازه دانه های دو فاز در ناحیه همزده کاهش و بدین ترتیب متوسط سختی و استحکام کششی در sz افزایش می یابد. این نتایج بوسیله ارتباط بین متغیرهای جوشکاری و دمای بیشینه جوش تشریح شد. همچنین، شکلهای قطبی حاصل از مرکز جوش مشخص کرد که بافت برشی ناشی از چرخش پین، با افزایش سرعت جوشکاری و کاهش سرعت چرخشی به تدریج ناپدید می گردد.

در این تحقیق ریزساختار و خواص مکانیکی نمونه های فولاد زنگ نزن دوفازی gost 5632 جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور نمونه های مختلف به ضخامت mm 5/1 تحت متغیر های سرعت چرخشی 400، 600 و rpm 800 و سرعت های پیشروی 50، 100 و mm/min 150 جوشکاری شدند. ابزار مورد استفاده از نوع آلیاژ های کاربید تنگستنی و به قطر شانه mm 16 و پین مخروطی به ارتفاع mm 25/1 بوده است. پروفیل دمایی حاصل از ترموکوپل های نوع k، بیشینه دمای جوشکاری در ناحیه مرکزی جوش تحت بالاترین حرارت ورودی یعنی سرعت چرخشی rpm 800 و سرعت پیشروی mm/min 50 را در حدود 1000 درجه سانتی گراد نشان داد. بررسی های ریزساختاری توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مجهز به آنالیز عنصری صورت گرفت. فاز شناسی به روش پراش پراش پرتو ایکس(xrd)، سختی سنجی تحت بار g 300 و خواص مکانیکی با روش آزمایش کشش انجام شد. در نهایت سطح مقطع شکست نمونه های کشش مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج xrd از نمونه های جوشکاری عدم تشکیل فاز های مضر سیگما، چی و غیره را به علت سرعت سرد شدن بالای نمونه ها به اثبات رساند. اندازه دانه ناحیه اغتشاش به دلیل تغییر شکل شدید ماده در تماس با ابزار در حال چرخش نسبت به سایر نواحی به شدت کاهش یافت. دلیل آن رخ دادن پدیده تبلور مجدد دینامیکی است که در حضور حرارت و تغییر شکل شدید به سرعت فعال شده و در نتیجه آن اندازه دانه ها کاهش یافته است. کمترین اندازه دانه برای نمونه جوشکاری شده با سرعت چرخشی rpm 600 و سرعت پیشروی mm/min 150 در حدود ?m 1 اندازه گیری شده است. با توجه به سیلان ماده در حین چرخش ابزار، سمت پیشرونده نمونه ها بیشترین میزان تغییر شکل را متحمل شد و به همین دلیل اندازه دانه در سمت پیشرونده نسبت به سمت پسرونده کاهش بیشتری یافت. با توجه به ریز شدن و پدیده تبلور مجدد دینامیکی، سختی ناحیه مرکزی جوش به شدت افزایش یافت به گونه ای که برای نمونه با سرعت چرخشی rpm 600 و سرعت پیشروی mm/min 150 به حدود 423 ویکرز نسبت به فلز پایه با 284 ویکرز رسید. بررسی نتایج آزمون کشش و نحوه شکست نمونه ها نشان داد که در نمونه های با سرعت چرخشی rpm 600 و سرعت پیشروی mm/min 100 میزان استحکام نهایی در حدود mpa 774 بوده اما محل شکست نمونه ها از ناحیه فلز پایه اتفاق افتاد. این در حالی بود که برای سایر پارامتر ها اغلب شکست از مرز جوش با فلز پایه رخ داد. بررسی شکست نگاری نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که به جز در یک مورد، در هیچ یک از نمونه ها شکست تورقی مشاهده نشد. براساس نتایج حاصل از مشاهدات ریزساختاری، پروفیل های دمایی، پراش اشعه ایکس و خواص مکانیکی، پارامتر بهینه جوشکاری فولاد دو فازی gost 5632 شامل سرعت چرخشی rpm 600 و سرعت پیشروی mm/min 100 معرفی شد.