مجله علمی-پژوهشی علوم و فناوری جوشکاری ایران

---

اتصالات فولادها به آلیاژهای آلومینیوم امروزه به‌منظور کاهش مصرف سوخت و سهولت حمل‌ونقل بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. این اتصالات از صنایع هسته ای، هوافضا و دریایی تا صنایع خودرو و آشپزخانه استفاده می شوند. از آن جا که در تحقیقات پیشین جوشکاری های ذوبی روش های مناسبی برای این اتصالات گزارش نشده اند. ازاین‌رو، گرایش به سمت استفاده از روش های حالت جامد از جمله جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی افزایش یافته است. با این حال، استفاده از این روش نیاز به شناخت کافی از نحوه سیلان دو ماده، تغییرات دمایی و همچنین پیش بینی مورفولوژی اتصال دارد. در این تحقیق با استفاده از روش المان محدود مدلی حرارتی از توزیع دما ساخته شده و نتایج آن بصورت حل پیوسته با حل دینامیک سیالات محاسباتی استفاده گردید. درنتیجه سرعت سیلان ماده، نرخ کرنش و گرانروی دینامیکی در هر نقطه بدست آمد. بعلاوه، مورفولوژی اتصال با استفاده از روش سطح تراز پیش بینی گردید. نشان داده شد که سیلان مواد به شدت به دما و نرخ کرنش وابسته است
از این رو سرعت چرخشی تاثیر بسزایی در سیلان ماده دارد. بعلاوه آفست به سمت آلومینیوم خواص مورفولوژی بهتری را در منطقه اغتشاش ایجاد می نماید.

---

در این پژوهش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ورق فولادی IF به ضخامت 7/0 میلیمتر به صورت لب روی هم مورد بررسی قرار می‌گیرد. بدین منظور خواص مکانیکی اتصالات و همچنین تغییرات ریزساختاری آنها مطالعه می شوند. نتایج نشان می دهند که با افزایش سرعت دورانی و کاهش سرعت پیشروی ابزار، استحکام شکست اتصالات جوشکاری شده افزایش می یابد. نتایج مربوط به مطالعات بافت شناسی نیز نشان می دهند که با انجام عملیات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر روی فولاد IF، تغییری در مؤلفه های بافت ایجاد نمی شود. عدم تغییر در مؤلفه های بافت را می توان به انرژی نقض در چیده شدن زیاد فولاد IF و در نتیجه وقوع تبلور مجدد دینامیکی شدید در حین انجام فرایند نسبت داد. نتایج نشان می دهند که با افزایش سرعت دورانی ابزار از 900 تا 1400 دور بر دقیقه، نیروی نهایی شکست اتصالات حاصل از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی افزایش می یابد. همچنین از نتایج استنباط می شود که با افزایش سرعت پیشروی ابزار از 50 تا 160 میلیمتر بر دقیقه، نیروی نهایی شکست اتصالات کاهش می یابد. در نهایت، از نتایج این مقاله ثابت می شود که در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ورق های فولادی IF با ضخامت 7/0 میلیمتر، بیشترین نیروی شکست اتصالات جوش در سرعت دورانی 1400 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 105 میلیمتر بر دقیقه بدست می آید.

---

در این پژوهش به ارزیابی ریزساختاری و ارزیابی خواص مکانیکی مقطع جوش اصطکاکی اغتشاشی فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا X-60 توسط میکروسکوپ نوری وآزمون کشش و ریزسختی پرداخته شده است. هدف اصلی این بررسی برقراری ارتباط بین پارامترهای جوشکاری با خواص مقطع جوش بود به طوریکه جوشکاری با سرعت های چرخشی و خطی مختلف انجام شد. یافته‌های پژوهشی نشان داد تغییر پارامترهای جوشکاری و در نتیجه آن، تغییر درگرمای ورودی حین جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی تاثیر زیادی بر دمای بیشینه و نرخ سرد شدن داشته که موجب ایجاد ریزساختارهای فریتی و بینیتی در منطقه جوش شده که این تغییرات ریزساختاری موجب افزایش استحکام تسلیم  از  370MPa به میانگین420MPa شد. همچنین انجام فرایند اصطکاکی اغتشاشی باعث افزایش سختی از 220 ویکرز به میانگین 280 ویکرز و توزیع یکنواخت آن در مقطع جوش شده است. حضور دیمپل ها در تصاویر حاصل از شکست نگاری حاکی از شکست نرم در اثر فرایند اصطکاکی اغتشاشی
می باشد.

---

خوردگی گالوانیکی از جمله پدیده های بسیار با اهمیت در صنایع نفت بویژه مقاطع جوش لوله های انتقال سیال می باشد. ازآن جا که خوردگی گالوانیکی وابستگی شدیدی به هندسه قطعه و نسبت سطوح کاتد و آند دارد، از این رو پیش بینی رفتار خوردگی گالوانیکی در تجهیزات صنعتی با اکتفا به داده های آزمایشگاهی قابل اطمینان نمی باشد. درنتیجه نیاز به شبیه سازی این پدیده  امری ضروری است.هدف از این پژوهش توسعه یک مدل عددی مبتنی بر المان محدود با استفاده از معادله ثانویه توزیع جریان به منظور پیش‌بینی رفتار خوردگی گالوانیکی منطقه جوش فولاد زنگ نزن دوفازیUNS S32750 می‌باشد. در این تحقیق، از دو روش جوشکاری قوسی تنگستن- گاز (GTAW) و اصطکاکی اغتشاشی (FSW) به منظور جوشکاری نمونه ها استفاده شد. ارزیابی رفتار خوردگی با آزمون پلاریزاسیون سیکلی در محلول 5/0 مولار H₂SO₄ طبق استاندارد
ASTM G8 صورت گرفت و اطلاعات مورد نیاز جهت ساخت و اعتبارسنجی مدل تهیه شد. مدل المان محدود با استفاده از نرم افزار کامسول و حل معادلات دیفرانسیل ترمودینامیک خوردگی و سینتیک الکتروشیمیایی ساخته شد. نتایج نشان داد که کاهش حرارت ورودی موجب بهبود رفتار خوردگی گالوانیکی در منطقه اتصال می گردد. نتایج حاصل از شبیه سازی دانسیته جریان خوردگی گالوانیکی نشان داد منطقه جوش نمونه های جوشکاری شده به روش الکترود تنگستنی در مقایسه با نمونه های جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی دانسیته جریان خوردگی گالوانیکی بالاتری دارند.

---

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای یکی از انواع روش های جوشکاری  حالت جامد جهت اتصال قطعات کوچک و فلزات سبک بخصوص آلیاژهای آلومینیوم محسوب می شود و یکی از دلایل عمده توسعه این فرآیند در مورد این آلیاژها، مشکلات جوشکاری ذوبی آنها می باشد. در این تحقیق تاثیر پارامترهای مهم فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی از قبیل سرعت دورانی، زمان نگهداری ابزار، عمق نفوذ شانه ابزار و ضخامت ورق بر خواص مکانیکی اتصالات نقطه ای آلیاژ آلومینیوم 3105 به صورت تجربی و با استفاده از آزمایش های کشش و میکرو سختی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشات کشش- برش نشان می دهند که با تغییر پارامترهای موثر فرآیند چهار نوع شکست جوش اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای شامل شکست برشی، شکست پیرامونی، شکست کششی دکمه جوش و شکست ورق پایه بوجود می آید. نتایج بررسی ها نشان می دهند که با افزایش سرعت دورانی ابزار استحکام جوش کاهش می یابد. در حالی که زمان نگهداری یک مقدار بهینه را جهت دستیابی به استحکام و سختی مناسب دارا می باشد. همچنین نتایج نشان می دهند که با افزایش ضخامت ورق، نیرو و انرژی شکست و استحکام جوش ها افزایش می یابد.

---

در تحقیق حاضر، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی سر به سر آلومینیوم خالص تجاری 1050با استفاده از لایه میانی آلیاژ آلومینیوم 7075در
سرعت های خطی 30، 50 و 100 میلی متر بر دقیقه و سرعت های چرخشی 800 و 1200 دور در دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. به منظور مقایسه بهتر، نمونه های بدون لایه میانی آلیاژ آلومینیوم 7075نیز جوشکاری شدند. یک ابزار استوانه ای رزوه دار از جنس فولاد گرم کار بمنظور اتصال ورق‌های 5میلی متری استفاده شد. بررسی‌های لازم توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و همچنین انجام آزمونهای ریزسختی و کشش صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که اتصال بدست آمده تحت سرعت چرخشی 800 دور در دقیقه و سرعت پیشروی 30 میلیمتر بر دقیقه در نمونه های با لایه میانی آلیاژ آلومینیوم 7075دارای بالاترین استحکام کششی و ریزسختی و اتصال بدست آمده تحت سرعت چرخشی 800 دور در دقیقه و سرعت پیشروی 50 میلیمتر بر دقیقه، درنمونه های بدون لایه میانی آلیاژ آلومینیوم 7075دارای بالاترین میزان استحکام کششی و ریزسختی می باشد. نتایج آزمون های کشش و ریزسختی مشخص نمودند که استفاده از لایه میانی باعث افزایش استحکام کششی و ریزسختی در تمامی نمونه ها می گردد .

---

در تحقیق حاضر اتصال غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیم 5754 به 6063 به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با / بدون افزودن نانو لوله کربنی مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفته است. نمونه‌های جوشکاری شده ابتدا توسط آزمون‌های غیر مخرب نظیر بازرسی چشمی، امواج فراصوتی و پرتونگاری بررسی گردید و عدم وجود عیوب در ناحیه اتصال مورد تایید قرار گرفت. نتایج سختی سنجی حاکی از آن است که ساختار جوشکاری شده با حضور نانو لوله‌های کربنی در ناحیه اغتشاش دارای سختی بالاتری است. به منظور توزیع بهتر نانو لوله‌های کربنی در ناحیه اغتشاشی، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در 2 پاس انجام شد و مشاهده شد که بعد از پاس دوم پروفیل سختی در ناحیه اتصال یکنواخت‌تر شده و استحکام کششی نسبت به حالت یک پاس، افزایش 25 درصدی نشان می‌دهد. همچنین مقدار ضریب اصطکاکی در نمونه دو پاس جوشکاری شده، در حدود 30 درصد از مقدار ضریب اصطکاک فلز پایه کمتر است. با توجه به وابستگی مقاومت سایشی به مقدار سختی و ضریب اصطکاک، می‌توان نتیجه گرفت که مقاومت سایشی نیز در نانوماده مرکب سطحی تولید شده در ناحیه اغتشاش افزایش یافته است.


 

---

اتصال حالت جامد نانوکامپوزیت های ساخته شده به روش متالورژی پودر و تف جوشی شده به روش پلاسمای قوس الکتریکی به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مطالعه شده است. نانوکامپوزیت به روش آسیابب کاری مکانیکی و سپس تف جوشی به روش پلاسمای قوس الکتریکی تولید شده اند. خواص مکانیکی، ریزساختاری اتصالات به عنوان تابعی از پارامترهای فرایندی مختلف مانند سرعت خطی و دورانی ابزار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نانوکامپوزیت های ساخته شده به روش متالورژی پودر و با توزیع اندازه دوگانه از تقویت کننده Al2O3، دارای یک پنجره کاری است که متاثر از حرارت ورودی جوشکاری می باشد. ارزیابی اتصالات نشان داد که خواص ریزساختاری و مکانیکی آنها متاثر از میزان حرارت ورودی تولید شده طی فرایند جوشکاری است. مشخص شد که تبلورمجدد دینامیکی باعث کاهش اندازه دانه آلومینیوم در ناحیه اغتشاش می شود. ضمن اینکه مشخص شد که نانوذرات می توانند اثر قفل کنندگی برای جلوگیری از رشد دانه های متبلور شده ناشی از تبلورمجدد دینامیکی شوند.

---

تحقیق حاضر به بررسی ریز ساختار و ارزیابی خواص مکانیکی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در اتصال لب به لبAA2024  و  AA6061 می ‌پردازد. از یک ابزار استوانه ای رزوه دار از جنس فولاد گرم کار H13 جهت اتصال ورق‌های 5 میلی متری در سرعت های چرخشی 800، 1000و1200 دور در دقیقه و سرعت‌های پیشروی 30، 50، 70، 90و 110 میلی متر بر دقیقه استفاده شد. به منظور انجام بررسی‌های لازم، از مشاهدات متالورژیکی توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به سیستم آنالیز شیمیایی عناصر و همچنین انجام آزمون های مکانیکی استحکام  کششی و ریز سختی سنجی نیز استفاده شد.نتایج آزمون ها نشان داد که تفاوت میان دو آلیاژ باعث نوسان سختی در ناحیه اغتشاش و یک کاهش بزرگ هنگام عبور از منطقه متشکل از دو آلیاژ به سمت آلیاژ 6061 می شود. با افزایش سرعت پیشروی از 30 تا 110 میلیمتر بر دقیقه در سرعت های چرخشی ثابت 800، 1000 و 1200 دور بر دقیقه به علت کاهش حرارت ورودی، اندازه دانه ها کاهش پیدا کرده و سختی و استحکام افزایش می یابند. همچنین بیشترین میزان استحکام کششی و سختی با مقادیر به ترتیب 6/221 مگاپاسکال و 05/111 ویکرز مربوط به نمونه جوشکاری شده تحت سرعت چرخشی 1000 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 110 میلی متر بر دقیقه بود.


 

---

در این تحقیق تاثیر عملیات حرارتی پس از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی روی اتصال غیرمشابه آلیاژهای T6-7075 و T4-2024 بررسی شد. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با پارامترهای سرعت چرخشی rpm 1140 و سرعت پیشروی mm/min 32 انجام شد. نمونه های جوشکاری شده تحت فرآیندهای مختلف عملیات حرارتی پیرسازی در دما و زمان های متفاوت قرار گرفتند. مشاهدات ریزساختاری، مشخصه یابی و خواص مکانیکی روی اتصال جوشکاری شده قبل و بعد از عملیات حرارتی در عرض مقطع جوش انجام شد.  نتایج نشان داد، عملیات حرارتی پس از جوشکاری باعث رشد غیر عادی دانه ها می شود که اثر منفی روی خواص مکانیکی اتصال دارد، در حالی که تشکیل رسوبات ریز و یکنواخت در مناطق اتصال جوش باعث بهبود استحکام و سختی می شود. یافته شد، عملیات حرارتی بر اساس فرآیند T6-7075 و براساس فرآیند T6-2024 به ترتیب بیشترین و کمترین اثر را در بازیابی استحکام اتصال جوش و عملیات حرارتی  دارند. در آزمون کشش شکست نمونه جوشکاری شده در مرز بین ناحیه متاثر از عملیات ترمومکانیکی و ناحیه متاثر از حرارت در سمت پسرو (7075) رخ می دهد، در صورتی که با بکارگیری عملیات حرارتی پس از جوشکاری شکست در منطقه اغتشاش اتفاق می افتد. شکست نمونه جوشکاری شده غالبا درون دانه¬ای و شکست نمونه های عملیات حرارتی شده بیشتر بصورت بین دانه ای بود.  

---

در این پژوهش، به‌منظور تغییر ترکیب شیمیایی ناحیه اغتشاش یافته، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم 6061 و منیزیم AZ31 همراه با افزودن لایه واسط فلز روی انجام شد. با هدف تعیین شرایط بهینه جوشکاری ترکیبی از سه سرعت دورانی و دو سرعت پیشروی مورد استفاده قرار گرفت. بهترین خواص مکانیکی برای نمونه جوشکاری شده در سرعت دورانی 600 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 35 میلیمتر بر دقیقه به دست آمد، به نحوی که میزان استحکام کششی این نمونه در مقایسه با نمونه بدون لایه واسط در شرایط مشابه حدود 24 درصد بهبود یافت و درصد ازدیاد طول حدود 5/2 برابر ارتقاء پیدا کرد. ترکیبات بین فلزی Mg-Zn و Mg-Al-Zn، محلول جامد آلومینیوم و نواحی غنی از روی باقیمانده ازجمله اصلی‌ترین فازهای شناسایی‌شده در ناحیه اغتشاش یافته بودند که با ایجاد آن‌ها از شکل‌گیری ترکیبات بین فلزی مضر Al-Mg جلوگیری به عمل آمد. تصاویر شکست نگاری سازگاری مناسبی با درصد ازدیاد طول بدست آمده برای نمونه‌های مختلف نشان داد به نحوی که برای نمونه جوشکاری شده با لایه واسط روی، سطح شکست دارای بافتی ریز بوده و حفره‌های کم‌عمقی در سطح شکست مشاهده شد درحالی‌که در مورد نمونه ساده جوشکاری شده در شرایط مشابه، سطح شکست ماهیت کاملاً ترد داشت.

---

اتصال فلزات غیر همجنس با کیفیت و خواص مکانیکی مطلوب از مشکلات مهم و اساسی صنعت می باشد. یکی از روشهای بسیار پر کاربرد جهت رفع این مشکل، فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی می باشد. در این مقاله با استفاده ازدو هندسه متفاوت پین ، به شکل های استوانه ای و رزوه دار،  به بهینه سازی پارامترهای موثر فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیم سری 6065 به مس خالص جهت دستیابی به بیشترین حالت ترکیب، ایجاد حالت کامپوزیتی و  استحکام کششی  پرداخته شده است. جهت انجام این پژوهش سرعت دورانی ابزار 1130 دور بر دقیقه، سرعت پیشروی 24 ،40 و 65 میلیمتر بر دقیقه، عمق نفوذ 3/0 میلیمتر و زاویه انحراف ابزار 3 درجه انتخاب گردید. نتایج حاصل نشان داد که در پارامترهای ثابت جریان داخلی مواد توسط پین رزوه ای بهتر از پین ساده است. بر اساس نتایج بدست آمده، با کاهش سرعت پیشروی ابزار می¬توان استحکام اتصال را افزایش داد. نتایج حاصل از تست کشش نشان داد که بیشینه استحکام اتصال تولید شده با پین رزوه¬ای حدود 345 مگاپاسکال با ازدیاد طول 6/2 میلیمتر و اتصال تولید شده با پین ساده حدود 272 مگاپاسکال و ازدیاد طول 2/2 میلیمتر بود که در سرعت دورانی 1130 دور در دقیقه و سرعت خطی 24 میلیمتر بر دقیقه حاصل شد.

---

در این پژوهش تأثیر سرعت پیشروی ابزار بر رفتار مکانیکی آلیاژ Al-7075 در حین عملیات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی شبیه­سازی شد. در این شبیه­سازی از روش لاگرانژی با ماده صلب- ویسکو پلاستیک استفاده شد. نتایج حاصل از دمای فرایند بدست آمده از روش شبیه­سازی با انجام آزمون تجربی جوشکاری صحت سنجی شد و با استفاده از روابط مشخصه تنش، کرنش و دما در آلیاژ Al-7075 تغییرات و رابطه بین استحکام ماده و سرعت پیشروی در حین فرایند جوشکاری توسط شبیه­سازی مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از شبیه­سازی بوجود آمدن عیوب در حین جوشکاری نیز بررسی شد و توسط آزمون­های تجربی مورد صحت سنجی واقع شد.

---

امروزه علاوه بر ایجاد اتصال با روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، فرآیند کامپوزیت‌سازی نیز‌ همزمان نیز صورت می‌گیرد. هدف اصلی تحقیق حاضر بررسی اثر هندسه پین بر خواص نانوکامپوزیت آلومینیم6061-آلومینا ایجاد شده به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی است. بدین منظور انجام جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با انتخاب پنج نوع هندسه پین بر روی آلیاژ آلومینیوم6061 که ذرات Al₂O₃ در آن جاگذاری شده انجام گردید و نمونه‌ها با استفاده از آزمون‌های کشش، سختی سنجی، میکروسکوپ نوری و الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. پین شش ضلعی منتظم به علت داشتن شش صفحه صاف و حرکت ضربه‌ای در حین چرخش، اغتشاش مناسبی را ایجاد کرده که باعث ایجاد بیشترین استحکام کششی و درصد ازدیاد طول به ترتیب به مقدار  MPa 198و 25/10 و کمترین اندازه دانه 3/13 میکرون شده است. در نمونه جوشکاری شده با پین استوانه‌ای رزوه‌دار به علت عدم ضربه در حین چرخش، سیلان نامناسب ذرات تقویت کننده و تجمع آن در محل اغتشاش، کمترین استحکام کششی و درصد ازدیاد طول به ترتیب به مقدارMPa  5/133و 95/1 درصد حاصل گردید.
 

---

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یکی از روش­هایی است که در اتصال قطعات آلومینیومی به عنوان روشی اقتصادی و با کیفیت مطرح می­باشد. یکی از عوامل تاثیر گذار بر کیفیت ناحیه اتصال، فرایند انتقال مواد در حین حرکت ابزار در طول خط جوش می­باشد. انتقال مواد در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی حاصل انتقال عمودی و افقی مواد حول پین ابزار می باشد. انتقال عمودی و افقی مواد تحت تاتثیر و کنترل نیروهای فورج و اکسترود بوده و لذا دو مکانیزم تغیییر فرم پلاستیک فورج و اکسترود چگونگی و میزان انتقال مواد  و در نتیجه کیفیت نهایی جوش را کنترل می کنند. فورج و اکسترود به ترتیب تحت تحت تاثیر مستقیم زاویه و شکل ابزار بوده و پارامترهای سرعت حرکت و سرعت دوران به صورت غیر مستقیم بر هر دو مکانیزم تاثیر گذار هستند. لذا در این پژوهش تاثیر سرعت دورانی ابزار در سرعت پیشروی ثابت، در جوش لب به لب آلومینیوم خالص تجاری، مورد بررسی قرارگرفته است. بدین منظور کیفیت جوش های حاصل توسط روش های عکس برداری دیجیتالی از سطح، رادیوگرافی، متالوگرافی، ریز سختی سنجی و مقاومت الکتریکی استفاده شد. نتایج آزمایشات نشان می­دهد که افزایش سرعت دورانی در سرعت پیشروی ثابت، سبب افزایش میزان مواد انتقال یافته در ناحیه جوش شده و مقدار عیوب به وجود آمده در ناحیه جوش کاهش می‌یابد.

---

---

---

در این پژوهش، اتصال لب به لب ورق آلیاژهای آلومینیوم 2024 و 7075 توسط فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی FSW انجام شد و اثر موقعیت ابزار به اندازه 1 میلیمتر از خط مرکزی اتصال به سمت پیشرونده (AS) و پسرونده (RS) در سه حالت (1+ ، 0، 1-)  بر خواص ساختاری و مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور، آلیاژهای آلومینیوم 2024 و 7075 بترتیب بعنوان پیشرونده و پسرونده انتخاب شدند. در این روش اتصال، سرعت پیشروی 200 میلی متر بر دقیقه و سرعت چرخش ابزار 600 دور بر دقیقه انتخاب شد. بعد از انجام جوشکاری، ماکرو ساختار و ریزساختار مناطق مختلف جوش و سطوح شکست نمونه­ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. همچنین جهت ارزیابی خواص مکانیکی از آزمون های ریزسختی (ویکرز) و کشش استفاده شد. از ماکرو ساختار حاصله مشاهده شد که در هر سه حالت اتصال FSW سطح جوش عاری از عیب یا هر گونه نقص دیگر (عدم نفوذ، تخلخل و غیره) است. با تغییر موقعیت ابزار،  مورفولوژی ریزساختار جوش از حالت همگن به حالت حلقه پیازی تغییر کرد. همچنین با تغییر موقعیت ابزار به سمت AS استحکام کششی به مقدار 5/17 درصد افزایش یافت ولی با تغییر موقعیت ابزار به سمت RS استحکام کششی به مقدار 3/13 درصد کاهش نشان داد. میزان سختی در تمامی نمونه­ها تقریبا یکسان بود ولی در ناحیه جوش بیشترین میزان سختی مشاهده شد. بنابراین نتایج کسب شده نشان داد که با تغییر موقعیت ابزار به سمت AS خواص مکانیکی نسبت به حالت بدون موقعیت و موقعیت به سمت RS بهبود یافت.

---

جوشکاری آلیاژهای آلومینیم به روش‌های متداول ذوبی منجر به ساختاری درشت دانه، عیوب اجتناب ناپذیر و نرم شدگی شدید در ناحیه جوش می‌شود. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با ابزار دوکی شکل تکنیکی از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی می‌باشد که به دلیل داشتن یک شانه اضافه، پتانسیل بالایی برای توسعه کاربردهای روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در صنایع دریایی، هوافضا و خودرو ایجاد کرده است. به منظور ارزیابی امکان اتصال همجنس آلیاژ آلومینیم 5083، ورق‌هایی به ضخامت 3 میلیمتر از این آلیاژها به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با ابزار دوکی شکل جوشکاری شدند. اثر متغیرهای مختلف فرآیند نظیر فاصله بین شانه‌ها، سرعت پیشروی و سرعت چرخش ابزار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اتصال سالم در سرعت پیشروی mm/min 13 و سرعت چرخش ابزار rpm 1350 بدست می‌آید. نتایج آزمون کشش نشان داد که راندمان اتصال بدست آمده 5/94% است که از راندمان اتصال روش‌های ذوبی بیشتر و قابل مقایسه با راندمان اتصال با روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی معمولی است. ارزیابی میکروسکوپی سطح شکست نمونه های جوشکاری شده نشان داد که برای اتصال‌های همجنس، مکانیزم شکست غالب، شکست نرم می‌باشد.

---

در این پژوهش در راستای رفع مشکلات روش‌های جوشکاری ذوبی و افزایش استحکام، اتصال ورق‌های آلیاژهای آلومینیم 6061 و 2024 با استفاده از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی انجام شد و بهینه پارامترهای ممکن برای اتصال این دو آلیاژ مورد بررسی قرار گرفت. سرعت‌های متفاوت چرخش ابزار 565، 950،rpm 1500 برای اتصال این دو آلیاژ انتخاب شد. برای هر سرعت چرخش ابزار دو متغیر سرعت پیشروی، دو متغیر عمق فروروی و دو متغیر زاویه ابزار در نظر گرفته شد. آنالیز خواص مکانیکی اتصال‌های جوشکاری شده توسط بازرسی چشمی جوش و آزمون‌های کشش و میکـروسختـی صورت گرفت. ریزساختار منطقه جوش توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی مورد پایش قرار گرفت. نسبت قطر شانه به قطر پین از فاکتورهای مهم و کاربردی ابزار جوشکاری است و قطر شانه 3 برابر قطر پین انتخاب شد. در این پژوهش آلیاژ 2024 به عنوان آلیاژ سخت تر در سمت پیشرونده قـرار گرفت. در نهایت استحکام کششی و سختی سنجی نمونه‌ بهینه MPa300 و  HV85 بدست آمد و رفتار سختی و استحکام کششی منطقه HAZ در سمت آلیاژ 6061 نسبت به بقیه مناطق پایین تر ارزیابی شد.