Friction stir welding is an efficient manufacturing method for joining aluminum alloy and can dramatically reduce grain size conferring excellent plastic deformation properties. Consequently, friction stir welding is used to manufacture tailor welded blanks to optimize weight or performance in the final component. In the study, the microstructural evolution and mechanical properties of friction stir welding joint during plastic forming and subsequent heat treatment were investigated. The microstructural characteristics of the friction stir welding joints were studied by Electron Backscattered Diffraction and Transmission Electron Microscopy. The mechanical properties were evaluated by tensile and microhardness tests. It is found that the tensile and yield strengths of friction stir welding joints are significantly improved after severe plastic deformation due to the grain refinement. Following heat treatment, the strength of the friction stir welding joints significantly decrease due to the obvious abnormal grain growth. Careful attention must be given to the processing route of any friction stir welding joint intended for plastic forming, especially the annealing between forming passes. Severe plastic deforming of the friction stir welding joint leads to a high level of stored energy/dislocation density, which causes the abnormal grain growth during subsequent heat treatment, and consequently reduce the mechanical properties of the friction stir welding joint

چکیده

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) یک روش تولید پربازده برای اتصال آلیاژهای آلومینیوم می باشد که موجب کاهش اندازه دانه آلیاژ و بهبود خواص تغییر شکل پلاستیکی آن می شود. این روش به خاطر نداشتن ماده پرکننده برای تولید سازه ها با وزن مناسب و کارکرد بهینه استفاده می شود. در این تحقیق خواص مکانیکی و ریزساختار اتصال ایجاد شده توسط FSW در حین تغییر شکل پلاستیک و عملیات حرارتی بعد آن، بررسی شده است. مشخصات ریزساختاری این اتصالات توسط پراش الکترون برگشتی(SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری بررسی شد. خواص مکانیکی اتصالات نیز توسط تست های کشش و میکروسختی ارزیابی شدند. مشخص شد استحکام کششی و استحکام تسلیم اتصالات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی شده به خاطر تغییر شکل های پلاستیک مکرر و در نتیجه ریز شدن اندازه دانه ها به شدت افزایش یافته است. عملیات حرارتی پس از جوشکاری FSW موجب افت شدید استحکام به خاطر رشد غیرطبیعی دانه ها شد. در نتیجه باید به عملیات حرارتی پس از جوشکاری و همچنین عملیات بین پاس های تغییر شکل، برای اتصالات FSW شده توجه بسیاری نمود. تغییر شکل پلاستیک شدید  اتصالات FSW شده موجب افزایش چگالی نابجایی ها و انرژی ذخیره شده در اتصال می شود و در حین عملیات حرارتی بعدی رشد دانه ها بیشتر شده و خواص مکانیکی اتصال افت می کند.

طراحی سازه هایی با وزن کم مثل مواد مهندسی مدرن به یک چالش جدی برای محققان تبدیل شده است. اتصال مواد نامتجانس (TWB) آلیاژهای آلومینیوم برای کاربردهای ماشین سازی و هواپیما سازی برای حصول وزن کمتر سازه مورد توجه بسیار قرار گرفته است...