Investigating the Effect of Profile Geometry and Gap Tolerances on the Mechanical Response of Thick Section AA6082-T6 Friction Stir Welds for Structural Applications
Abstract
I løpet av de neste par årene vil det bli gjort store investeringer for å oppgradere det eksisterende veinettverket i Norge. En av de mange mulige løsningene mot en mer bærekraftig infrastruktur er å erstatte tradisjonelle stålbroer med lettvekts- aluminium -broer, dermed ble Alubridge-prosjektet iverksatt i 2020. Målet med dette prosjektet er å undersøke muligheten for å designe og produsere aluminium bruer i stor skala. I denne master oppgaven for Alubridge-prosjektet, undersøkes effekten av profil geometri og gap-varianser på den mekaniske oppførselen av ekstrudert og friksjonssveiset (FSW), 16mm og 22mm tykk-plate AA6082-T6. Sveisene har blitt eksperimentert og undersøkt gjennom utmatting og strekktesting, inkludert Digital Image Correlation (DIC) -analyse og utmattelse-testing av prøver med forskjellige gap på (0, 1, 2) mm. Basert på same eksperimentelle oppsett som tidligere gjort av partnere i Alubridge-prosjektet. Gap-toleranser hadde ingen åpenbar effekt på strekk-styrken og utmattelse-levetiden. Utmattelse egenskapene som er hentet fra dette arbeidet, oppfører seg på en lignende måte som innhentet tidligere i Alubridge-prosjektet. Resultatene indikerer at det ikke var stor forskjell på strekkfastheten mellom de to forskjellige prøvegeometriene. Men, deformasjon av 22mm prøvene ble observert før flytespenningen, dens effekt på strekkegenskapene ser ut til å være begrenset. Over the next couple of years, major investment will be made to upgrade existing road networks in Norway. One of the possible solutions towards a more and sustainable infrastructure is to replace traditional steel bridges with lightweight aluminium, thus the Alubridge project was initiated back in 2020. The aim of this project is to investigate the possibles for designing and producing large scale aluminium bridges. In the present work for the Alubridge project, investigation of the effect of profile geometry and gap variances on the mechanical response of extruded thick section (16mm and 22mm) AA6082-T6 Friction Stir Welds (FSW), have been experimented and examined through fatigue and tensile testing, including Digital image correlation (DIC) analysis and fatigue testing of specimens with different gaps of (0, 1, 2) mm. Based on the same experimental setup as done previously by partners in the Alubridge project. Gap tolerances had no obvious effect on the tensile strength and fatigue life. The fatigue data obtained from the present work, behaves in a similar manner to those previously obtained in the Alubridge project. Results indicate that there was no significant difference in tensile strength between the two joint geometries. However, deformation of the 22mm specimens was observed before the yield stress, its effect on tensile properties appears to be limited.