Abstract

In this study, Al/Mg 2Si composite, produced by gravity casting, was joined by diffusion welding technique at 6 MPa pressure with various welding temperatures and durations. This metal matrix composite (MMC) was produced by in situ technique containing 15% Mg2Si particles. Microstructure and shear strength of the joined areas were determined. Scanning electron microscopy examination was carried out on the welded interfaces and shear tests were conducted to the sample interfaces to find out the effect of welding temperatures and duration on the weldability. It was found that high welding temperatures resulted in increase of shear strength. However, increase in welding duration did not make any detectable changes. Results indicated that MMCs can be joined by diffusion welding technique successfully with satisfactory strength.

Keywords: Diffusion Welding, Solid State, Metal Matrix Composite, Al/Mg2Si

۱ – M. Sc student, Metallurgy and Materials Science Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
2 – Associate professor, Metallurgy and Materials Science Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
3 – M. Sc student, Metallurgy and Materials Science Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

دومین کنفرانس ملی مهندسی ساخت و تولید

آبان ۱۳۸۸ دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

بررسی جوشکاري نفوذي حالت جامد کامپوزیت آلومینیم((Al/Mg2Si

حالد نامی۱، ایوب حلوایی۲، حجت اله ادگی۳

تهران، دانشگاه تهران، پردیس دانشکدههاي فنی، دانشکده مهندسی متالورژي و مواد namihaled@yahoo.com

چکیده

در این تحقیق، تاثیر دما و مدت زمان اتصال دهی بر ساختار میکروسکپی و خواص مکانیکی اتصالات نفوذي حالت جامد در کامپوزیتهاي آلومینیم حاوي ذرات تقویتی Mg2Si تحت بررسی قرار گرفته است. این کامپوزیتها از طریق ریخته-

گري ثقلی و به صورت درجا تولید شده و حاوي ۱۵ درصد وزنی ذرات تقویتی میباشند. اتصال نفوذي در فشار ثابت ۶

مگاپاسکال و در دماها و زمانهاي مختلف در محفظه خلأ انجام شده است. ساختار میکروسکپی نواحی اتصال با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و نوري مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به تصاویر میکروسکپی، یکنواختی بیشتري در ناحیه اتصال در دماهاي بالاتر وجود دارد. همچنین به منظور بررسی اثر دما و زمان اتصال دهی بر خواص مکانیکی اتصالات، آزمایشات برش فشاري در نواحی اتصال یافته بر روي نمونه ها انجام شده است. افزایش دماي اتصال باعث افزایش استحکام برشی اتصالات شده است در حالی که مدت زمان اتصال دهی تاثیر چندانی بر خواص مکانیکی ندارد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که اتصال این کامپوزیتها از طریق روش جوشکاري نفوذي حالت جامد رضایت بخش میباشد.

واژههاي کلیدي: جوشکاري نفوذي، حالت جامد، کامپوزیت شبکه فلزي، Al/Mg2Si

-۱ مقدمه

کامپوزیتهاي آلومینیم شبکه فلزي تقویت شده با ذرات، مزیت و کارآییهاي قابل توجهی نسبت به آلیاژهاي آلـومینیم دارنـد.

در حال حاضر این کامپوزیتها به صورت تجاري در دسترس بوده و داراي کاربرد گستردهاي در فرآیندهاي ساخت کـم هزینـه هستند.[۱] رشد روزافزون نیاز به وسایل نقلیه با سوخت بهینه به منظور کاهش مصرف انـرژي و آلـودگی هـوا بـه یـک چـالش اساسی براي صنایع اتومبیلسازي تبدیل شده استاخیراً. کامپوزیتهاي شبکه فلزي Al-Mg2Si براي کاربردهاي با کارآیی بالا در صنایع اتومبیلسازي در حال توسعه میباشند.[۲] کامپوزیتهاي پایه آلومینیم و منیزیم که با ذرات Mg2Si تقویت شدهانـد به عنوان گروه جدیدي از کامپوزیتها معرفی شدهاند که داراي مزیتهاي ویژهاي از قبیل چگالی کم، خواص سایشی و قابلیـت ریختهگري بالا میباشند. کامپوزیتهاي شبکه فلزي Al-Mg2Si جایگزین مناسبی براي آلیاژهـاي Al-Si هسـتند کـه بـه طـور گسترده در صنایع هوایی و موتورهاي محرکه مورد استفاده قرار میگیرند.[۳] بنابراین در صورت استفاده از این مواد بـه عنـوان اجزاي ساختاري، توسعه روشها و تکنولوژيهاي اتصالدهی مناسب براي این کامپوزیتها ضروري به نظر میرسد. تاکنون هیچ فرآیند اتصالدهی قابل ذکري براي کامپوزیتهاي Al-Mg2Si ارائه نشده است.