INVESTIGATION OF MICROSTUCTURAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF FRICTION
STIR WELDED Cu/Al-1050 BUTT JOINT
Journal Name:
- Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi
Key Words:
Keywords (Original Language):
Author Name | University of Author | Faculty of Author |
---|---|---|
Abstract (2. Language):
In this study, the weldability of pure copper (Cu) plate to aluminum (Al-1050) plate has been investigated at a
constant tool rotation speed of 515 rpm and different weld speeds by friction stir welding. While a relatively
sound Cu/Al-1050 joint was achieved at the lowest weld speed (12 mm min-1), very poor joints were obtained at
the higher weld speeds (30 and 50 mm min-1). Therefore in this study, microstructural characterization and
mechanical properties of the joint at weld speed of 12 mm min-1 were evaluated. Microstructure investigations
by optical microscope and scanning electron microscope, energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray
diffraction (XRD), tensile test and microhardness measurements were carried out in this joint. Microstructure
inspections and EDS analysis revealed that the stir zone of the joint consisted of aluminum-rich and copper-rich
structures. AlCu, Al2Cu3, AlCu4 and Al4Cu9 intermetallic compounds were detected in the weld region by XRD.
Volume fraction of copper-rich phases in the stir zone was calculated by image analysis software which is
approximately 32%. Tensile test results show that the tensile strength of Cu/Al-1050 joint lower 50% and 24%
than that of Cu base metal and Al-1050 base metal, respectively. It was observed that hardness’s in the stir zone
increased when compared to the base metals and varied between 74 HV and 280 HV.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language):
Bu çalışmada, saf bakır (Cu) ve alüminyum (Al-1050) levhaların, 515 min-1 sabit takım devir hızında ve farklı
kaynak hızlarında sürtünme karıştırma kaynağıyla alın-alına birleştirilebilirlikleri incelenmiştir. En düşük kaynak
hızında (12 mm min-1) başarılı bir Cu/Al-1050 birleştirmesi elde edilebilirken, kaynak hızının 30 ve 50 mm min-1
e artmasıyla oldukça zayıf birleştirmeler gerçekleşmiştir. Bu nedenle çalışmada, 12 mm min-1 kaynak hızındaki
birleştirmenin mikroyapı karakterizasyonu yapılmış ve mekanik özellikleri değerlendirilmiştir. Bu birleştirmede
optik ve taramalı elektron mikroskobunda mikroyapı incelemeleri ile enerji dağılımlı X-ışınları spektroskopisi
(EDS), X-ışınları difraksiyonu (XRD), çekme testi ve mikrosertlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Mikroyapı
incelemeleri ve EDS analizleri, karışım bölgesinin alüminyumca zengin ve bakırca zengin yapıları içerdiğini
göstermiştir. Kaynak bölgesinin XRD incelemelerinde, AlCu, Al2Cu3, AlCu4 ve Al4Cu9 metaller arası
bileşiklerin varlığı tespit edilmiştir. İmaj analiz programıyla bakırca zengin fazların karışım bölgesindeki
hacimsel oranının yaklaşık %32 olduğu hesaplanmıştır. Çekme testi sonuçları, Cu/Al-1050 birleştirmesinin
çekme mukavemetinin Cu ana metalinkinden %50, Al-1050 ana metalinkinden ise %24 düşük olduğunu
göstermiştir. Mikrosertlik ölçümlerinde ise, karışım bölgesindeki sertliklerin ana metallere göre arttığı ve 74–280
HV arasında değiştiği görülmüştür.
- 4