Investigation of weld quality for friction stir welding of extruded 6000 series aluminum alloys

Abstract

Kaynak, endüstrilerde sıkça uygulanan bir birleştirme tekniğidir; ancak, çoğunlukla uygulanan ergitme kaynağı, alüminyum alaşımlarına uygulandığında problemlere ve kaynak kalitesinin olumsuz etkilenmesine sebep olabilmektedir. Sürtünme karıştırma kaynağı, diğer birleştirme yöntemleri arasında birçok avantaj sağlayan bir birleştirme tekniğidir. Bu yöntem, alüminyum alaşımlarının ve farklı metallerin birleştirilmesini başarıyla gerçekleştirir. Bu çalışmada, 6000 serisi alüminyum alaşımlarının kaynak davranışları, ekstrüzyon ürünü AA 6005-T6 ve AA 6082-T6 alaşımlarının sürtünme karıştırma kaynak işlemi ile birleştirilmesiyle incelenmiştir. Toplamda, üç farklı set, test planına dahil edilmiştir: AA 6082-T6 ile AA 6082-T6'nın kaynağı, AA 6005-T6 ile AA 6005-T6'nın kaynağı ve AA 6005-T6 ile AA 6082-T6'nın kaynağı. Kaynak prosesi vidalı konik pinli sürtünme karıştırma takımı ile kaynağa adapte edilmiş 5 eksenli CNC tezgahında gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ana parametreleri takım devri ve kaynak hızı olarak belirlenmiştir. Kaynak kalitesi, çekme testi, mikro sertlik testi, mikroskobik ve makroskobik analizler dahil olmak üzere çeşitli testlerle incelenmiştir. Kaynak parametrelerinin kaynak kalitesi üzerine etkisi incelenmiştir.

Welding is a commonly applied joining technique in industries; however, the fusion welding as a most frequently applied welding technique is problematic when it is applied to aluminum alloys. Friction stir welding is a joining technique providing many advantages among other joining processes. This process accomplishes the joining of aluminum alloys, and dissimilar material successfully. In this study, the welding behavior of 6000 series aluminum alloys were investigated by joining extruded AA 6005-T6 and AA 6082-T6 alloys by friction stir welding process. In total, three different sets were included in the test plan: Welding of AA 6082-T6 to AA 6082-T6, welding of AA 6005-T6 to AA 6005-T6, and welding of AA 6005-T6 to AA 6082-T6. The 5-axis CNC machine was adopted to perform welding with a designed taper threaded friction stir tool. The main parameters of the study were rotational speed and welding speed. Weld quality was examined with several tests including tensile test, microhardness test, microscopic and macroscopic analyses. The results were presented and the relationships between welding parameters and resultant joint properties were investigated.