A review on friction stir welding, parameters, microstructure, mechanical properties, post weld heat treatment and defects

Abstract

Friction stir welding (FSW) as a solid state joining process is being known recently by many industries due to its capability to reduce defects, energy efficient, and environment friendly compared with conventional techniques. Specifically, FSW can be used to join highstrength aluminum alloys like 7XXX and 2XXX which are hard to weld by conventional fusion welding. In this review paper, the elementary principles of FSW, parameters, and the effect of the FSW parameters on microstructure and mechanical properties are addressed. Although this process has a lot of advantages compared with fusion techniques, however, many problems still remain unsolved related to poor mechanical properties of weldment's heat affected zone (HAZ). In this regard, the impact of post weld heat treatment (PWHT) on improvement of joint properties is addressed. Finally, appropriate parameters and factors for achieving the best condition of the weld is discussed.

Optimization of Friction Stir Welding Parameters of AA2014-T6 Alloy using Taguchi Statistical Approach

“…may occur. Excessive flash, voids, surface cracks like defects may be observed when there is excessive softening of the material 11,12) . Therefore, it is of fundamental importance to properly optimize the process parameters.…”

Resistência à corrosão das ligas de alumínio AA2050-84 e AA7050-T7451 soldadas por fricção e mistura

“…Esse processo de mudança microestrutural ocorre devido à rotação da ferramenta, onde o estado final da solda apresenta dois lados principais, os quais são denominados de lado de avanço e lado de retrocesso. O lado de avanço é aquele em que o sentido de rotação da ferramenta é o mesmo do da soldagem e o de retrocesso é aquele em que o sentido de rotação da ferramenta se encontra no sentido oposto ao da soldagem (PAIVA, 2009;KRASNOWSKI et al, 2015;BAYAZID et al, 2018…”

“…No início da década de 90 foi criada a técnica FSW que realiza a junção de materiais no estado sólido e se mostrou uma técnica adequada para materiais que possuem baixa soldabilidade (DRACUP; ARBEGAST, 2006;ALVES, 2010;ABREU, 2016). A soldagem FSW é realizada por meio da fricção e mistura dos materiais em contato, o que causa aumento de temperatura dos materiais pela rotação de ferramenta não consumível, causando deformação plástica no material (BAYAZID et al, 2018). O aumento de temperatura e a deformação mecânica pela rotação da ferramenta causam mudanças microestruturais, como modificação de tamanho de grãos, formação ou solubilização de precipitados e, modificação das propriedades mecânicas e de resistência à corrosão do material.…”

“…O aumento de temperatura e a deformação mecânica pela rotação da ferramenta causam mudanças microestruturais, como modificação de tamanho de grãos, formação ou solubilização de precipitados e, modificação das propriedades mecânicas e de resistência à corrosão do material. Essas mudanças microestruturais geram zonas de tamanhos de grãos distintos, sendo classificados como: zona termicamente afetada (ZTA), zona termomecanicamente afetada (ZTMA) e zona de mistura (ZM) (KRASNOWSKI et al, 2015;SIDHAR et al, 2016;BAYAZID et al, 2018) No caso da soldagem de ligas de Al dissimilares, além da mudança microestrutural ocorre o acoplamento entre as ligas de composição química distinta, o que resulta na tendência à formação de pares galvânicos entre as duas ligas em contato, favorecendo a atividade eletroquímica nestas regiões (JARIYABOON et al, 2006;BUGARIN, 2017).…”

“…O calor gerado por atrito produz quantidade significativa de metal plastificado embaixo do pino e ombro. No Al e ligas, essa soldagem comprime a região da junta, quebra o filme de óxido e o mistura, recombinando-o com o material no lado posterior da ferramenta(KRASNOWSKI, 2015;BAYAZID et al, 2018). O funcionamento da soldagem por FSW é ilustrado na Figura 3.2.…”