نویسندگان

دانشگاه تهران، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، قطب علمی مهندسی سطح و حفاظت از خوردگی در صنایع،تهران، ایران.

چکیده

اتصال ناهم‌جنس آلیاژ آلومینیوم 6061-T6 بر فولاد دوفازی DP590 به روش همزن اصطکاکی نقطه ای ایجاد شد. در این راستا، تأثیر متغیر‌‌های فرآیند شامل سرعت چرخشی و زمان توقف ابزار برای رسیدن به اتصال مناسب با استفاده از مطالعات ریزساختاری توسط میکروسکوپی نوری و الکترونی روبشی و خواص مکانیکی به کمک آزمون‌های کششی-برشی و ریز سختی، مورد بررسی قرارگرفت. در اثر فرایند همزن اصطکاکی، ساختار با دانه بندی ریز در ناحیه همزده آلومینیوم و نیز دانه های فوق‌ریز فریتی احاطه شده با مرزهای مارتنزیتی درفولاد تشکیل شد به‌طوری‌که متوسط اندازه دانه‌های فاز فریت به کمتر از μm 1 رسید. همچنین در فصل مشترک اتصال این دو آلیاژ لایه بین فلزی تشکیل گردید که میزان ضخامت آن متاثر از متغیرهای فرآیندی است. نتایج نشان داد که با افزایش سرعت چرخشی ابزار در زمان توقف ثابت، استحکام کششی- برشی ابتدا افزایش و سپس کاهش می‌یابد و مشابه همین رفتار نیز در سرعت چرخشی ثابت با افزایش زمان توقف ابزار رخ می‌دهد. میزان استحکام کششی- برشی متاثر از ضخامت لایه بین فلزی است. بیشینه استحکام کششی-برشی MPa 205 در نمونه اتصال یافته با سرعت چرخشی rpm 2000 و زمان توقف 4 ثانیه حاصل شد که از استحکام تسلیم برشی آلیاژ آلومینیوم 6061-T6 افزون‌تر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessment Of Dissimilar 6061-T6 Al/DP590 Dual Phase Steel Welds Produced Using Friction Stir Spot Welding

نویسندگان [English]

  • Amin Niroumand-Jadidi
  • Seyed Farshid Kashani Bozorg

University of Tehran, School of Metallurgy and Materials Engineering, Center of Excellence for Surface Engineering and Corrosion Protection of Industries, Tehran, Iran.

چکیده [English]

Dissimilar 6061Al alloy/DP590 dual phase steel joints were fabricated using friction stir spot welding. The influence of rotation speed and dwell time on the feasibility of sound joints were examined by microstructural and mechanical evaluations. Microstructural examinations by optical and scanning electron microscopy exhibited fine grains structure in the stir zone of aluminum and dominant ultrafine ferrite grains with mean grain size of less than a micron and minor martensite at ferrite grain boundaries in the steel side. In addition, an intermetallic component layer was produced along the joint interface; its thickness was a function of process parameters. The tensile-shear strength of the joint was initially found to increase with increasing of tool rotation speed at constant dwell time and then decrease with further increasing. Same trend was observed with increasing of dwell time at constant tool rotation speed. Tensile-shear strength is influenced by the thickness of the intermetallic layer. A maximum tensile-shear strength of 205MPa
was achieved for the joint produced using tool rotation and dwell time of 2000rpm and 4s, respectively; this is higher than the shear yield strength of 6061-T6 Al.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Friction stir spot welding
  • Dissimilar joining
  • Aluminum Alloy
  • Dual-phase steel
  • Ultra-fine grains
  1. Reilly, A., "Modelling of Friction Stir Spot Welding", Ph.D. Thesis, University of Cambridge, 2013.
  2. Liyanage, T., Kilbourne, J., Gerlich, A. P., and North, T. H., "Joint Formation in Dissimilar Al Alloy/Steel and Mg Alloy/Steel Friction Stir Spot Welds", Science and Technology of Welding and Joining, 2009, 14, 500-508.
  3. Bozzi, S., Helbert-Etter, A. L., Baudin, T., Criqui, B., and Kerbiguet, J. G., "Intermetallic Compounds in Al 6016/IF-Steel Friction Stir Spot Welds", Materials Science and Engineering A, 2010, 527, 4505-4509.
  4. Bakavos, D., and Prangnell, P. B., "Effect of Reduced or Zero Pin Length and Anvil Insulation on Friction Stir Spot Welding Thin Gauge 6111 Automotive Sheet", Science and Technology of Welding and Joining, 2009, 14, 443-456.
  5. Miyagawa, K., Tsubaki, M., Yasui, T., and Fukumoto, M., "Spot Welding Between Aluminium Alloy And Low-Carbon Steel by Friction Stirring", Welding International, 2009, 23, 559-564.
  6. Mishra, R. S., and Mahoney, M. W., Friction Stir Welding and Processing, 1st ed., p. 235, ASM International, Ohio, 2007.
  7. Yang, X. W., Fu, T., and Li, W. Y., "Friction Stir Spot Welding: A Review on Joint Macro- and Microstructure, Property, and Process Modelling", Advances in Materials Science and Engineering, 2014, 2014, 11-18.
  8. Vander Voort, G. F., ASM handbook – metallography and microstructures, ASM International, California, 2004.
  9. Wang, D. A., Lee, S. C., "Microstructures and failure mechanisms of friction stir spot welds of aluminum 6061-T6 sheets", Journal of Materials Processing Technology, 2007, 186, 291-297.
  10. Sato, Y. S., Urata, M., and Kokawa, H., "Parameters Controlling Microstructure and Hardness During Friction-Stir Welding of Precipitation-Hardenable Aluminum Alloy 6063", Metallurgical and Materials Transactions A, 2002, 33, 625-635.
  11. Son, Y. I., Lee, Y. K., Park, K. T., Lee, C. S., Shin, D. H., "Ultrafine grained ferrite-martensite dual phase steels fabricated via equal channel angular pressing: Microstructure and tensile properties", Acta Materialia, 2005, 53, 3125–3134.
  12. Figner, G., Vallant, R., Weinberger, T., Schrottner, H., Pasic, H., and Enzinger, N., "Friction Stir Spot Welds Between Aluminium and Steel Automotive Sheets: Influence of Welding Parameters on Mechanical Properties and Microstructure", Welding in the World, 2009, 53, 13-23.
  13. Sun, Y. F., Fujii, H., Takaki, N., and Okitsu, Y., "Microstructure and Mechanical Properties of Dissimilar Al Alloy/Steel Joints Prepared by a Flat Spot Friction Stir Welding Technique", Materials and Design, 2013, 47, 350-357.
  14. Sarkar, R., Pal, T. K., and Shome, M., "Microstructures and Properties of Friction Stir Spot Welded DP590 Dual Phase Steel Sheets", Science and Technology of Welding and Joining, 2014, 19, 436-442.
  15. Ohashi, R., Fujimoto, M., Mironov, S., Sato, Y. S., and Kokawa, H., "Effect of Contamination on Microstructure in Friction Stir Spot Welded DP590 Steel", Science and Technology of Welding and Joining, 2009, 14, 221-227.