Friction stir welding (FSW) of 6-mm-thick AA 6061-T6 plates for taper threaded tool were studied in this investigation in terms of torque and different forces. A plain taper tool in addition to threaded tool is also incorporated in the study to analyze the effectiveness of threads. Welding was conducted at a constant rotational speed of 1100 RPM and varying traverse speeds between 45 and 135 mm/min. The distribution of torque, Z-force and X-force generated during the FSW process discloses a substantial knowledge about the weld formation. The torque and forces increase with the increase in traverse speed for both the tools where higher values were attained by taper threaded tool. The macrostructure reveals a sudden increase in thickness of shoulder induced region and nugget area, followed by a gradual decrease for both of the tools with traverse speed. Comparatively larger shoulder induced region and weld nugget are obtained for taper threaded tool. The maximum values of these entities were attained at 75 mm/min for taper threaded tool, and a difference of 0.13 mm and 7.52 mm 2 , respectively, was obtained with taper tool. Finer grains with an average diameter of 5.82 µm are obtained for taper threaded tool and 8.68 µm for taper tool. Maximum tensile strength was obtained for taper threaded tool with a joint efficiency of 70.96% and 60.32% for taper tool. A mixed mode of failure is observed at a higher traverse speed for taper tool, whereas all welds for taper threaded tool exhibit ductile fracture.

中文翻译：

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AA6061-T6 搅拌摩擦焊的螺纹销工具在不同横向速度下的影响：扭矩和力分析

本研究根据扭矩和不同的力对用于锥形螺纹工具的 6 毫米厚 AA 6061-T6 板的搅拌摩擦焊 (FSW) 进行了研究。除了螺纹刀具外，还加入了普通锥度刀具，以分析螺纹的有效性。焊接以 1100 RPM 的恒定转速和 45 到 135 mm/min 之间的变化横向速度进行。FSW 过程中产生的扭矩、Z 力和 X 力的分布揭示了有关焊缝形成的大量知识。扭矩和力随着两种刀具的移动速度的增加而增加，其中锥形螺纹刀具获得更高的值。宏观结构显示肩部诱导区和熔核区的厚度突然增加，随后两个刀具的移动速度逐渐降低。锥形螺纹刀具获得了相对较大的肩部诱发区域和焊接熔核。对于锥形螺纹工具，这些实体的最大值在 75 毫米/分钟时获得，而使用锥形工具则分别获得 0.13 毫米和 7.52 毫米 2 的差异。锥形螺纹刀具的平均直径为 5.82 µm，锥形刀具的平均直径为 8.68 µm。锥螺纹刀具获得最大抗拉强度，接头效率为 70.96%，锥形刀具为 60.32%。对于锥形工具，在较高的移动速度下观察到混合失效模式，而锥形螺纹工具的所有焊缝都表现出韧性断裂。对于锥形螺纹工具，这些实体的最大值在 75 毫米/分钟时获得，而使用锥形工具则分别获得 0.13 毫米和 7.52 毫米 2 的差异。锥形螺纹刀具的平均直径为 5.82 µm，锥形刀具的平均直径为 8.68 µm。锥螺纹刀具获得最大抗拉强度，接头效率为 70.96%，锥形刀具为 60.32%。对于锥形工具，在较高的移动速度下观察到混合失效模式，而锥形螺纹工具的所有焊缝都表现出韧性断裂。对于锥形螺纹工具，这些实体的最大值在 75 毫米/分钟时获得，而使用锥形工具则分别获得 0.13 毫米和 7.52 毫米 2 的差异。锥形螺纹刀具的平均直径为 5.82 µm，锥形刀具的平均直径为 8.68 µm。锥螺纹刀具获得最大抗拉强度，接头效率为 70.96%，锥形刀具为 60.32%。对于锥形工具，在较高的移动速度下观察到混合失效模式，而锥形螺纹工具的所有焊缝都表现出韧性断裂。锥螺纹刀具获得最大抗拉强度，接头效率为 70.96%，锥形刀具为 60.32%。对于锥形工具，在较高的移动速度下观察到混合失效模式，而锥形螺纹工具的所有焊缝都表现出韧性断裂。锥螺纹刀具获得最大抗拉强度，接头效率为 70.96%，锥形刀具为 60.32%。对于锥形工具，在较高的移动速度下观察到混合失效模式，而锥形螺纹工具的所有焊缝都表现出韧性断裂。