مطالعه فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ورق های غیرهمجنس فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 به آلومینیم 5xxx بصورت اتصال رویهم

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یکی از روش های جوشکاری در حالت جامد است که در سال 1991 توسط موسسه twi در دانشگاه کمبریج انگلستان،اختراع و ثبت شد. در این فرآیند بدلیل دمای پایین در موضع جوش، اتصال حاصل، عاری از عیوبی همچون ترک، اعوجاج و دیگر عیوبی می باشد که می تواند در جوشکاری های ذوبی اتفاق بیافتد. در این پژوهش اتصال آلیاژ آلومینیم 5052 به فولاد زنگ نزن آستنیتی304 مورد بررسی قرار گرفته است. برای دستیابی به اتصال مطلوب از نظر کیفیت ظاهری و خواص مکانیکی، پنج پارامتر اثرگذار در فرآیند شامل، راستای جوشکاری نسبت به جهت نورد، تغییر جهت دوران و به دنبال آن اثرات مرتبط با قرارگیری سمت پیشرو و پسرو در دو سمت ناحیه اتصال، اثرات مرتبط با زاویه انحراف ابزار، همچنین دو پارامتر اصلی فرآیند یعنی سرعت دورانی و سرعت پیشروی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با انجام جوشکاری در جهت نورد خواص مکانیکی از جمله استحکام اتصال بهبود می یابد. همچنین با انجام جوشکاری در جهت دورانی پادساعتگرد، به نحویکه سمت پیشرو در بخش آلومینیم تحت بارگذاری قرارگیرد به دلیل کاهش احتمال تشکیل حفرات در این ناحیه، استحکام بالاتری برای اتصال بدست خواهد آمد. زاویه انحراف ابزار نیز به دلیل تاثیر گذاری بر نیروی فورج و حرارت ورودی به ناحیه اتصال می تواند تاثیر بسزایی بر کیفیت ظاهری، استحکام و ریزساختار اتصال داشته باشد بطوریکه در زاویه انحراف 1 درجه بدلیل عدم نیروی فورج کافی برقراری اتصال امکانپذیر نخواهد بود. در زاویه انحراف 5/1 درجه بالاترین میزان استحکام برای اتصال بدست آمده است و با افزایش زاویه انحراف به 5/2 درجه به دلیل افزایش حجم حفرات در اتصال، استحکام شدیدا کاهش می یابد. افزایش یا کاهش بیش از حد حرارت ورودی که در اثر تغییر سرعت دورانی و سرعت پیشروی اتفاق می افتد می تواند ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال را بشدت تحت تاثیر قرار دهد، بطورکلی براساس آزمایشات انجام شده مشخص شد که بهترین شرایط با سرعت دورانی و پیشروی به ترتیب 1000 دور بر دقیقه و 224 میلیمتر بر دقیقه حاصل شد که به اتصال عاری از هرگونه و با بالاترین میزان استحکام منتج شد.