Publicado

2017-01-01

Effects of shoulder geometry of tool on microstructure and mechanical properties of friction stir welded joints of AA1100 aluminum alloy

Efectos de la geometría del hombro de la herramienta sobre las propiedades mecánicas de juntas soldadas por fricción-agitación de aleación de aluminio AA1100

Palabras clave:

Friction Stir Welding, aluminum alloys, tools, microstructure, mechanical properties (en)
Soldadura por fricción-agitación, aleaciones de aluminio, herramientas, microestructura, propiedades mecánicas (es)

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Autores/as

  • Jimy Unfried-Silgado Universidad Autónoma del Caribe https://orcid.org/0000-0002-8503-4183
  • Alexander Torres-Ardila Universidad Autónoma del Caribe
  • Juan Carlos Carrasco-García Universidad del Atlántico
  • Johnnatan Rodríguez-Fernández CNPEM
In this work were studied the effects of shoulder geometry of tool on microstructure evolution and mechanical properties of friction stir welded joints of AA1100 aluminum alloy using a milling machine. Three designs of shoulder geometry were evaluated with the aim to induce different distributions of thermal cycles in welding regions. Thermal cycles were measured using thermocouples and a data system acquisition. A microstructural characterization and crystallographic analysis of the welded regions were carried out using optical, scanning electron microscopy, and electron backscattering diffraction. The mechanical properties were measured by transverse tension, guided bend and hardness tests. The weldability behavior was established based on the experimental data. Results showed that the features shoulder tools produced an important effect on the thermal cycles, generating a plasticized wide region and biggest grain size in stir zone when compared with flat shoulder tool.
En este trabajo se estudiaron los efectos de la geometría del hombro de la herramienta en la evolución de la microestructura y las propiedades mecánicas de juntas soldadas de aleación de aluminio AA1100 obtenidos por fricción-agitación usando una máquina fresadora. Tres diseños de hombros se evaluaron con el objetivo de inducir distribuciones diferentes de ciclos térmicos en las regiones de soldadura. Los ciclos térmicos se midieron utilizando termopares y un sistema de adquisición de datos. Caracterización microestructural y análisis cristalográfico de las regiones soldadas se hicieron usando, microscopía óptica y electrónica de barrido, además de difracción de electrones retrodispersados. Las propiedades mecánicas se determinaron por ensayos de tracción, doblez guiado y pruebas de dureza. El comportamiento de la soldabilidad se estableció con base en datos experimentales. Los resultados mostraron que las herramientas con hombro configurado tienen un efecto importante en los ciclos térmicos, generando una amplia región plastificada y el mayor tamaño de grano en la zona de agitación en comparación con la herramienta de hombro plano.

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