Effect Of Tool Dwell Time On Friction Stir Spot Welding Of 6013-T6 Aluminum Alloys

Abstract

The high corrosion resistance and good mechanical properties of aluminum alloys as well as being lighter in weight than steel have made it preferable in industrial production. The increase in the area of use has made it necessary to weld aluminum and its alloys in different positions and shapes. In welding applications produced with aluminum materials in production, the joints in the form of butt-to-face and lap joints come to the fore. However, welding methods in which aluminum materials can be joined in overlapping form are limited to laser and spot resistance welding methods. Since both welding methods are melted welding methods, they cannot be used at all times. Therefore, in this study 6013 aluminum alloys are joined with friction stir spot welding method. Welding operations were carried out at 2000 rpm and 30.45.60 sec dwell time. Tensile test, hardness measurements and microstructure studies were performed to determine the changes in mechanical and microstructure properties of welded joints.

Keywords

• Friction stir spot welding
• 6013 aluminium alloys
• tool dwell time

6013-T6 Alüminyum Alaşımlarının Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağına Takım Bekleme Süresinin Etkisi

Abstract

Alüminyum ve alaşımları (Al ve alş.) yüksek korozyon direnci ve iyi mekanik özelliklere sahip olmalarının yanında ağırlık olarak da çeliğe göre daha hafif olmaları, sanayi üretiminde tercih edilir hale gelmesine neden olmuştur. Yoğun bir şekilde kullanım alanının artması al ve alş. farklı konum ve şekillerde kaynak ile birleştirilmesini zorunlu hale getirmiştir. Üretimde alüminyum malzemeleri ile üretilen kaynak uygulamalarında alın alına birleştirme ve bindirme şeklindeki birleştirmeler ön plana çıkmaktadır. Ancak alüminyum malzemelerin bindirme biçiminde birleştirilebileceği kaynak yöntemleri lazer ve nokta direnç kaynağı yöntemleri ile sınırlıdır. Belirtilen her iki kaynak yöntemi de ergitmeli kaynak yöntemi olduğundan her zaman kullanılmaları mümkün değildir. Bu nedenle, bu çalışmada 6013 al ve alş. sürtünme karıştırma nokta kaynak yöntemi (SKNK) ile 2000 dev/dk devir sayısında ve 30, 45, 60 sn takım bekleme sürelerinde birleştirilmiştir. Daha sonra kaynaklı birleştirmelerin mekanik ve mikroyapı özelliklerinde meydana gelen değişikliklerin belirlenmesi için çekme deneyi, sertlik ölçümleri ve mikroyapı çalışmaları gerçekleştirilmiştir.

Keywords

• Sürtünme karıştırma nokta kaynağı
• 6013 alüminyum alaşımı
• takım bekleme süresi

References

1. [1] Zhang Z., Yang X., Zhang J., Zhou G., Xu X., Zou B., “Effect of welding parameters on microstructure and mechanical properties of friction stir spot welded 5052 aluminum alloyA”, Materials and Design, 32: 4461–4470, (2011).
2. [2] Sekhar S. R., Chittaranjandas V., Govardhan D., Karthikeyan R., “Effect Of Tool Rotational Speed On Friction Stir Spot Welded Aa5052 – H38 Aluminum Alloy”, Materials Today: Proceedings, 5: 5536–5543, (2018).
3. [3] Yuan W., Mishra R.S., Webb S., Chen Y.L., Carlson B., Herling D.R., Grant G.J., “Effect of tool design and process parameters on properties of Al alloy 6016 friction stir spot welds”, Journal of Materials Processing Technology, 211: 972–97, (2011).
4. [4] Jeon C.S., Hong S.T., Kwon Y.J., Cho H.H., Han H. N., “Material properties of friction stir spot welded joints of dissimilar aluminum alloys”, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 22: 605−613, (2012).
5. [5] Liu A., Tang X., Lu F., “Study on welding process and prosperities of AA5754 Al-alloy welded by double pulsed gas metal arc welding”, Materials and Design, 50: 149–155, (2013).
6. [6] Merzoug M., Mazari M., Berrahal L., Imad A., “Parametric studies of the process of friction spot stir welding of aluminium 6060-T5 alloys”, Materials and Design, 31: 3023–3028, (2010).
7. [7] Smith W. F., “Mühendislik Alaşımlarının Yapı ve Özellikleri, Demir Dışı Alaşımlar” 2: Nobel Dağıtım, (2000).
8. [8] Temmar M., , Hadji M., T Sahraoui., “Effect of post-weld aging treatment on mechanical properties of tungsten inert gas welded low thickness 7075 aluminium alloy joints”, Materials and Design, 32: 3532-3536, (2011).

9. [9] Külekçi M. K., Er O., “Sürtünme karıştırma nokta kaynaklı EN AW 5005 (AlMg1) alüminyum alaşımı için optimum kaynak parametre seviyelerinin belirlenmesi”, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., 27 (3): 537-545, (2012).
10. [10] Çevik B., Özçatalbaş Y., Gülenç B., “Effect of tool material on microstructure and mechanical properties of friction stir welding”, Materials Testing, 58: 36-42, (2016).
11. [11] Li W.Y., Chu Q., Yang X.W., Shen J.J., Vairis A., Wang W.B., “Microstructure and morphology evolution of probeless friction stir spot welded joints of aluminum alloy”, Journal of Materials Processing Tech., 252: 69–80, (2018).
12. [12] Çevik B., Özçatalbaş Y., Gülenç B., “Friction stir welding of 7075-T651 aluminium alloy”, Practical Metallography, 53: 6-23, (2016).
13. [13] Bodur D., Oğuzcan C., Ertürk S., Y Bozkurt., “Direnç ve sürtünme karıştırma nokta kaynağı ile birleştirilen alüminyum levhaların karşılaştırılması”, El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 4 (2): 266-273, (2017).
14. [14] Mert Ş., Mert S., “Sürtünme karıştırma nokta kaynak yönteminin incelenmesi”, Journal of Advanced Technology Sciences, 2 (1): 26-35, ( 2013).
15. [15] Kaçar R., Ertek Emre H., Demir H., Gündüz S., “Al-Cu-Al malzeme çiftinin Sürtünme karıştırma nokta kaynak kabiliyeti”, J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ., 26, (2): 349-357, (2011).
16. [16] Özer A, Şık A, Çevik B, Özer M, “The effect of friction stir welding parameters on microstructure and fatigue strength of CuZn37 brass alloys”, Kovove Materialy-Metallic Materials, 55: 107-114, (2017).
17. [17] Bilici M. K., Yükler A. İ., Kurtulmuş M., “Yüksek yoğunluklu polietilen levhaların sürtünme karıştırma nokta kaynağında kaynak ucu geometrisinin kaynak mukavemetine etkisi”, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 23 (3): 111‐122, (2011).
18. [18] Bilici M. K., Yükler A. İ., “Effects of welding parameters on friction stir spot welding of high density polyethylene sheets”, Materials and Design, 33: 545–550, (2012).
19. [19] Çevik B., “Influence of welding parameters on the fracture of PE300 polyethylene friction stir spot welds”, Materials Testing, 58: 11-12, (2016).
20. [20] Çevik B.,” Polimer Malzemelerin Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağı”, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 2: 271–277, (2014).
21. [21] Çevik B., Gülenç B., Durgutlu A., “The effects of critical welding parameters on tensile-shear properties of friction stir spot welded polyethylene”, Politeknik Dergisi, 20(4): 945-951, (2017).
22. [22] Pandey A. K., Mahapatra S. S., “Investigation of Weld Zone obtained by Friction Stir Spot Welding (FSSW) of Aluminium-6061 Alloy”, Materials Today: Proceedings, 18: 4491–4500, (2019).