In this work, the microstructure and mechanical properties of friction stir welded dissimilar butt joints of 6061-to-7050 aluminum alloys were evaluated. Microstructure analysis of the cross-section of the joints revealed distinct lamellar bands and various degrees of intermixing that were correlated with tool rotational speed. Due to the distinct mechanical properties of the two alloys, microhardness measurements showed a consistent asymmetric hardness distribution profile across the weld nugget, regardless of tool rotational speed. Under monotonic tensile loading, an increase in the joint strength was observed with the increase in the tool rotational speed. Regarding fracture, the joints consistently failed on the 6061 aluminum alloy side. Furthermore, two modes of failure were observed, one through the stir zone and the other through the heat-affected zone. Inspection of the fracture surfaces suggested that inadequate material intermixing produced at low tool rotational speeds was the cause for the low mechanical strength and failure through the stir zone. On the other hand, the failure observed through the heat-affected zone at high rotational speeds was produced due to the material softening as confirmed by the microhardness measurements

چکیده

در این کار، خصوصیات مکانیکی و میکروساختاری اتصالات لبه ای ناهمسان که با جوش اصطکاکی جنبشی از آلیاژهای آلومینیوم 6061 به 7050 بهم متصل شده اند، ارزیابی شده اند. آنالیز میکروساختاری از سطح مقطع این مفصل ها، نوارهای متمایز و میزان اختلاط مختلفی را نشان داد که با سرعت دوران دستگاه مرتبط بودند. به دلیل خصوصیات مکانیکی متمایز این دو آلیاژ، اندازه گیری های میکروسختی، یک پروفایل توزیع سختی نامتقارن را در سراسر قطعه فلز (بدون توجه به سرعت دوران) نشان دادند. تحت بارگذاری کششی یکنواخت، افزایش مقاومت مفصل با افزایش سرعت دورانی ابزار مشاهده گردید. با توجه به ترک خوردگی، این مفصل ها همواره در طرف آلیاژ آلومینیوم 6061 خراب می شدند.  به علاوه دو حالت خرابی مشاهده شدند، یکی در منطقه تکان و دوران، و دیگری در منطقه تحت تاثیر گرما. بررسی سطوح ترک خوردگی نشان دادند که اختلاط و بهم آمیختگی مواد که در سرعت های کم دوران ابزار تولید می شدند، دلیل مقاومت مکانیکی پایین و تخریب در منطقه جنبش (اغتشاش) بودند. از طرف دیگر، خرابی مشاهده شده در منطقه تحت تاثیر گرما در سرعت های بالای دوران، ناشی از نرم شدگی ماده بود که با اندازه گیری های میکروسختی، تایید گردید.

1-مقدمه

به دلیل نسبت بالای مقاومت به وزن، قابلیت ماشین کاری خوب و مقاومت بالا در برابر خوردگی (1)، آلیاژهای آلومینیوم از فلزات جذاب سبک وزن برای کاربرد در سازه های هوایی، اتومبیل و صنعت دریایی هستند...