مجله علمی-پژوهشی علوم و فناوری جوشکاری ایران

در این مطالعه، ترمیم شیارهای سطحی ایجاد شده بر نمونه‌های منیزیم خالص با استفاده از عملیات سطحی ‌‌اصطکاکی اغتشاشی مورد بررسی تجربی قرار گرفت. شیارهایی با عمق‌های 0/5، 1 و 1/5 میلی‌متر با پارامترهای ثابت سرعت چرخش 1400 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 40 میلی‌متر بر دقیقه ایجاد و ترمیم شدند. نتایج نشان داد که ناحیه همزده (SZ) دارای دانه‌های بسیار ریز و هم‌محور بوده که ناشی از تبلور مجدد دینامیکی کامل است و موجب افزایش قابل توجه استحکام کششی و سختی نمونه‌ها نسبت به فلزپایه شد. بیشینه استحکام کششی 66/1 مگاپاسکال و سختی  HVم60 در نمونه با شیار 1 میلی‌متر به دست آمد. همچنین، تبلور مجدد دینامیکی ناقص در ناحیه تحت تاثیر عملیات ترمومکانیکی (TMAZ) و حذف کامل شیارها در تمامی نمونه‌ها از دیگر نتایج مهم این پژوهش بود. نتایج نشان می‌دهد که عملیات سطحی ‌‌اصطکاکی اغتشاشی توانایی بالایی در ترمیم موضعی ترک‌ها و بهبود خواص مکانیکی منیزیم دارد و می‌تواند به عنوان راهکاری موثر برای افزایش دوام قطعات منیزیمی آسیب‌دیده مورد استفاده قرار گیرد.

در این پژوهش، از فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای ترمیم ترک‌ها و شیارهای مصنوعی در آلیاژ آلومینیوم 7075 استفاده شد. نمونه‌هایی با عمق شیارهای متفاوت (۰٫۵، ۱، ۱٫۵ و ۲ میلی‌متر) تهیه و تحت آزمایش‌های تجربی، متالوگرافی، تست کشش و شبیه‌سازی عددی با نرم‌افزار Abaqus مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی قادر به ترمیم کامل ترک‌ها بدون ایجاد تخلخل یا نقص سطحی است. بررسی ریزساختار ناحیه همزده نشان داد که تبلور مجدد دینامیکی منجر به تشکیل ساختار ریزدانه و همگن شده و در نتیجه موجب افزایش سختی و استحکام کششی گردیده است. نمونه با شیار ۱ میلی‌متر، به‌عنوان بهترین حالت، بیشترین سختی (حدود ۱۰۹ ویکرز) و استحکام کششی را نسبت به سایر نمونه‌ها نشان داد. در مقابل، در نمونه‌های ۰٫۵ و ۲ میلی‌متر به‌دلیل شرایط حرارتی نامناسب و جریان غیریکنواخت ماده، تخلخل‌هایی ایجاد و افت استحکام مشاهده شد. نتایج شبیه‌سازی و آزمون‌های تجربی کاملاً با یکدیگر هم‌خوانی داشتند و نشان دادند که عمق شیار ۱ میلی‌متر شرایط بهینه برای ترمیم ترک‌ها در آلیاژ آلومینیوم 7075 به‌شمار می‌رود.