FRICTION STIR WELDING OF SIMILAR AND DISSIMILAR 2024-6061 ALUMINIUM ALLOYS

Abstract

ABSTRACT

Friction stir welding (FSW) is a relatively modern joining technology and solid-state welding process used for welding similar and dissimilar aluminum alloys such as 2xxx and 6xxx series. In this study the friction stir welding is conducted on similar and dissimilar Al alloys (AA6061-T6 and AA2024-T3) of 2mm thick plates at three different tool Rotating Speeds (450,710 and 1400 RPM) and three various travel speeds or Travel Speed (45,71 and 112mm/min). with using cylindrical pin geometry and tilt angle was 2 degree.

Many tests and inspections are carried out such as X-ray radiography and tensile test to evaluate the joint quality and the soundness of weldments. Microstructure and microhardness test were done on cross section of welds in order to study the welding zones and their microstructure and hardness distribution on various welding zones. SEM-EDS instruments were used to study the fractography of tensile fracture surface. Also, EDS was used to know the elemental analysis in weld zones after fracture. Tensile test is curried out for all welded joints to indicate the weld quality and joint efficiency. Microhardness distributions across section of similar and dissimilar FSW joints are investigated at the best welding conditions. SEM was used to study the fracture surface after tensile and bending test for similar and dissimilar FSW.

It was found the tensile strength for dissimilar FSW joints were (332 MPa) which are higher than that of similar FSW joints which was (322 MPa), both results associated at the same conditions (710 RPM and 112 mm/min). For all samples base alloys and welded joints, result more fracture type (cleavage fracture) because some micro cracks propagation and striation, but some surface fracture type (brittle fracture).

ÖZET

Sürtünme karıştırma kaynağı (FSW), 2xxx ve 6xxx serisi gibi benzer ve farklı alüminyum alaşımlarının kaynaklanması için kullanılan nispeten modern bir birleştirme teknolojisi ve katı hal kaynak işlemidir. Bu çalışmada, 2 mm kalınlığındaki benzer ve farklı Al alaşımları (AA6061-T6 ve AA2024-T3), farklı üç takım dönüş hızında (450,710 ve 1400 RPM) ve üç farklı kaynak hızı veya ilerleme hızında (45, 71 ve 112 mm/dak) sürtünme karıştırma kaynağı yapılmıştır. Çalışmada karıştırıcı uç 2 derece eğim açısında ve silindirik geometride kullanılmıştır.

Birleşim kalitesini ve kaynakların sağlamlığını değerlendirmek için X-ışını radyografisi ve çekme testi gibi birçok test ve muayene yapılmaktadır. Kaynak bölgelerindeki mikro yapı ve sertlik dağılımlarını incelemek amacıyla kaynakların kesitinde mikro yapı ve mikro sertlik testleri yapılmıştır. Kırılma yüzeyini incelemek için SEM-EDS kullanılmıştır. Ayrıca kaynak bölgelerinde kırılma sonrası element dağılımının tespiti için EDS kullanılmıştır.

Kaynak kalitesini ve bağlantı verimliliğini belirlemek için tüm kaynaklı bağlantılar için çekme testi yapıldı. Benzer ve farklı FSW bağlantılarının kesitleri boyunca mikro sertlik dağılımları en iyi kaynak koşullarında araştırılmıştır. Benzer ve farklı FSW için çekme ve bükme testinden sonra kırılma yüzeyini incelemek için SEM kullanıldı.

Benzer olmayan FSW bağlantı noktalarının gerilme mukavemetinin (332 MPa), benzer FSW bağlantı noktalarından (322 MPa) daha yüksek olduğu bulunmuştur. Her iki sonuç da aynı koşullarla (710 RPM ve 112 mm/dak) ilişkilidir. Tüm numuneler için baz alaşımları ve kaynaklı bağlantılar, bazı mikro çatlakların yayılması ve çizgilenme nedeniyle daha fazla klivaj kırılması tipi ile sonuçlandı, ancak bazı yüzeyler gevrek kırılma tipi ile sonuçlandı.