بررسی جوش پذیری آلیاژ منیزیم az91 به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی

آلیاژهای پایه منیزیم بعلت داشتن خصوصیات مکانیکی منحصر بفرد از جمله استحکام به وزن بسیار بالا در سال های اخیر مورد توجه صنایع مختلف از جمله صنایع هوا و فضا، صنایع نظامی و اتومبیل سازی قرار گرفته است. اما در کنار این خصوصیات منحصر بفرد، بعلت خواصی مثل شکل-پذیری پایین در دمای اتاق، جوش پذیری پایین، قیمت بالا، مقاومت پایین در مقابل سایش و خوردگی و غیره استفاده از این آلیاژ ها بطور صنعتی همچنان محدود باقی مانده است. در این پایان نامه، هدف بررسی امکان سنجی جوشکاری آلیاژ az91 می باشد. برای جوشکاری نیز از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی استفاده شده است. با توجه به آنکه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی باعث ایجاد یک ریزساختار بسیار ریز در فلز جوشکاری می شود. انتظار می رود این آلیاژ را با استحکام اتصال در حد فلز پایه جوشکاری نمود. یکی از مشکلاتی که در این روش جوشکاری وجود دارد آن است که بالا رفتن دما باعث رشد مجدد دانه ها شده و خواص مکانیکی را کاهش خواهد داد، بدین منظور در این پایان نامه جوشکاری این آلیاژ در زیرآب نیز انجام شده است، تا تاثیر این محیط جوشکاری بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی جوش بررسی شود. نتایج بدست آمده از آزمایشات نشان می دهد که فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی باعث ایجاد یک ریزساختار همگن بسیار ریزدانه می شود، به طوریکه اندازه دانه در نمونه های جوشکاری شده در زیرآب به حدود 8 میکرون رسیده که حدود 20 برابر کوچکتر از اندازه متوسط دانه در آلیاژ ریخته گری az91 می باشد. همچنین تحقیقات نشان می دهد که فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی باعث بهبود خواص مکانیکی آلیاژ منیزیمی شده، به طوریکه استحکام نهایی نمونه جوشکاری شده در زیرآب به حدود 410 mpa و ازدیاد طول 37/18% رسیده که در حدود 2 یا 3 برابر آلیاژ پایه است. در مورد تاثیر جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر روی سختی نمونه های تولیدی نیز آزمون میکروسختی نشان می دهد، که مقدار ریزسختی آلیاژ منیزیم az91 فلز پایه از 85 به 93 ویکرز در نمونه های جوشکاری شده در هوا و به 104 ویکرز در نمونه جوشکاری شده در زیرآب رسیده است. عمل جوشکاری در زیر آب باعث ریزدانه شدن شده و به هنگام تبلورمجدد دینامیکی، چون دمای محیط جوشکاری بالا نرفته بنابراین امکان بزرگ شدن دانه وجود نداشته پس به ساختاری ریز دانه و به طبع آن افزایش استحکام و سختی نمونه های جوشکاری خواهیم رسید. همچنین ابزار فرآیند و هندسه آن، به ویژه طراحی شولدر و پین ابزار در کیفیت و سالم بودن نمونه های تولیدی نقش به سزای داشته و انتخاب صحیح ابعاد شولدر و پین و به طبع آن ایجاد حرارت کافی برای خمیری شدن ماده، نمونه های سالم و بدون عیب حاصل می شوند.