Fracture toughness of friction stir welded AA 5083 aluminum alloy

Abstract

In this present research, 6,5mm-thick 5083-O aluminum alloy was joined by friction stir welding (FSW) process at ambient temperature. The objective was investigated to establish effect of mechanical properties and fracture toughness behavior on samples from both the base material (BM) and the welded joint. Fracture toughness values were determined using single-edge notched bend (SENB) specimens that had fatigue pre-cracks, which were taken from both the BM and the welded metal. The fracture toughness tests were performed to define the crack-tip opening displacement at resistance curve (R-curve) with the values of J integral. The analyses conducted indicated an increase in toughness within the FSW joint compared to the base material.

Nesta pesquisa, uma liga de alumínio 5083-O com espessura de 6,5 mm foi unida pelo processo de soldagem por fricção (FSW) à temperatura ambiente. O objetivo foi investigar oefeito das propriedades mecânicas e do comportamento da tenacidade à fratura nas amostras tanto do material base (BM) quanto da junta soldada. Os valores de tenacidade à fratura foram determinados utilizando corpos de prova de flexão com entalhe simples (SENB) que apresentavam fissuras pré-criadas por fadiga, retirados tanto do material base quanto do metal soldado. Os testes de tenacidade à fratura foram realizados para definir o deslocamento da ponta da trinca na curva de resistência (R-curve) com os valores da integral J. As análises realizadas indicaram um aumento na tenacidade dentro da junta FSW em comparação com o material base.

En esta investigación, una aleación de aluminio 5083-O de 6,5 mm de espesor fue unida mediante el proceso de soldadura por fricción (FSW) a temperatura ambiente. El objetivo fue investigar el efecto de las propiedades mecánicas y el comportamiento de la tenacidad a la fractura en muestras tanto del material base (BM) como de la junta soldada. Los valores de tenacidad a la fractura se determinaron utilizando especímenes de flexión con entalhe simple (SENB) que presentaban grietas preexistentes por fatiga, tomadas tanto del material base como del metal soldado. Las pruebas de tenacidad a la fractura se realizaron para definir el desplazamiento de la punta de la grieta en la curva de resistencia (R-curve) con los valores de la integral J. Los análisis realizados indicaron un aumento en la tenacidad dentro de la junta FSW en comparación con el material base.