Fulltext

Effects of Welding Position, Heat Treatments, and Surface Roughness on the Fatigue Behavior of Welded Aluminum Alloys Using Friction Stir Welding

تأثيرات موقع اللحام, المعاملات الحرارية, وخشونة السطح على سلوك الكلال لسبائك الألمنيوم الملحومة بأستخدام لحام الخلط الأحتكاكي

Shaker Sakran Hassan --- Sadeq Hussein Bakhy --- Athraa Ali Jawad

Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا
ISSN: 16816900 24120758 Year: 2014 Volume: 32 Issue: 11 Part (A) Engineering Pages: 2773-2787
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Abstract

The present work is aimed to study the fatigue behavior of friction stir welding for the similar and dissimilar joints taking into account the effects of welding position, post welding heat treatments, and surface roughness. The materials were used AA2024T3 and AA6061T6. The maximum welding efficiency achieved at friction stir welding process was 62.8 % of the base metal for the similar 2024-T3 joint, and this value was improved by using post welding heat treatments and reach to 67.9%. Results showed that fatigue strength at 106 cycles depended strongly on welding line position where for welding line at a distance 0.35L from loading side, the reduction in fatigue limit with respect to 2024T3 base material was 45% for similar joint and 58% for dissimilar joints, and for welding line at a distance 0.7 L, the reduction in fatigue strength was 56% for similar joint and 67% for dissimilar joints. While, it was a large reduction in the fatigue strength reaching to 70% in both similar and dissimilar joint for the welding joint at a distance L (i.e at the fixing end). The heat treatments improved the fatigue strength about 31% more than non heat treatments of the similar 2024T3 joint by fsw at 0.7L in high cycle regime. Finally, the non-finishing samples showed a reduction in fatigue strength reaching to 10% more than the finishing samples of the similar 2024T3 joint at 0.7L.

يهدف البحث الحالي الى دراسة تصرف الكلال للمفاصل المتماثلة والمتباينة الملحومة بلحام الخلط الأحتكاكي مع الأخذ بنظر الأعتبار تأثير موقع اللحام, المعاملات الحرارية للمفاصل الملحومة, وخشونة السطح. وقد استخدمت سبائك الالمنيوم 2024T3 و 6061T6. بينت النتائج ان أعلى كفائة لحام وصلت الى62.8% لمقطع ملحوم بمواد متشابهة (2024T3) و هذه القيمة ازدادت بعد اجراء المعاملات الحرارية لنفس المقطع ووصلت الى67.9% . أظهرت النتائج أن مقاومة الكلال عند من الدورات تعتمد بقوة على موقع خط اللحام , اذ وجد ان مقاومة الكلال لخط لحام على بعد 0.35L من جهة تسليط القوة كانت 45٪ للمفاصــــــــل المتماثلة (2024T3- 2024T3) و 58٪ للمفاصل المتباينة 2024T3-6061T6)) نسبة الى 2024T3 المادة الأساسية الغير ملحومة. وللعينات التي يكون خط اللحام فيها على بعد 0.7L كان الانخفاض في مقاومة الكلال 56٪ للمفاصل المتماثلة 67% للمفاصل متباينة. في حين، كان هناك انخفاض كبير في مقاومة الكلل تصل إلى 70٪ للمفاصل المتماثلة والمتباينة لموقع اللحام على مسافة L (اي عند نقطة التثبيت). تم تحسين مقاومة الكلال باستخدام المعاملات الحراية لعينات 2024T3 المتماثلة الملحومة تصل الى 31٪ عن نفس العينات التي لم يجرى لها معاملات حراية. أخيرا، كان هناك انخفاض في مقاومة الكلال تصل 10٪ للعينات غير منعمة السطح لعينات 2024T3 المماثلة من العينات المنعمة.

Keywords

Friction stirs welding --- Fatigue --- Heat treatments --- Surface roughness