PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 56

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
1
Content available Effect of Welding Parameters and Metal Arrangement of the AA2024-T3 on the Quality and Strength of FSW Lap Joints for Joining Elements of Landing Gear Beam
Myśłiwiec P., Śliwa R. E., Ostrowski R., Bujny M., Zwolak M.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2020
|
Vol. 65, iss. 3
1203--1216
EN
The paper presents the possibility of using FSW technology for joining elements of a landing gear beam of the M28 aircraft. The FSW process was performed on a 4-axis numerical machine under industrial conditions. However, before welding was carried out under industrial conditions, preliminary experimental tests were carried out under laboratory conditions. Preliminary research was carried out for AA2024-T3 aluminum sheets of 1 mm and 3 mm in thickness, joined in a lap configuration. The influence of technological and geometric parameters of the process on the quality and strength of the weld was examined. Sheet metal arrangement was analyzed. Tests were carried out for two configurations. The first of which with 1 mm sheet on the top and 3 mm sheet on the bottom and in reverse order. It has been shown that setting a thicker plate on the top gives a 40% better strength. The microhardness and microstructure of the weld were tested. During the laboratory tests, low-cycle fatigue tests of the FSW lap joint were performed. It has been shown that the FSW method can be an alternative to the riveting process in the production of aviation structure elements.
2
Content available The Influence of Tool Geometry for Refill Friction Stir Spot Welding (RFSSW) on Weld Properties During Joining Thin Sheets of Aluminum Alloys
Łogin W., Śliwa R. E., Ostrowski R., Andres J.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2019
|
Vol. 64, iss. 3
975--981
EN
The paper presents the results of research on the modification of the face geometry of the refill friction stir spot welding tool sleeve for welding thin aluminum sheets with an Alclad and an oxide anode coating. The analysis of the impact of such modification on the process perform (tool motion parameters, temperature) and microstructure as well as mechanical strength of the lap joints were analyzed. The tests were carried out using aluminum alloy 2024-T3 sheets with thickness 1.27 mm. For comparative purposes,joints were also made using plates without an Alclad and without anodized coating with using unmodified tool and modified toolswith developed 3 variants of face geometry. The samples with the joint were subjected to metallographic and strength tests. It has been shown that the use of modified geometry has a decisive influence on the performance of the process and the effect of softening and mixing of materials in the zone of point connection.
3
Content available The Influence of Geometrical Parameters and Tools Material on the Quality of the Joint Made by FSW Method in AA2024 Thin Sheets
Buszta S., Myśliwiec P., Śliwa R. E., Ostrowski R.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2019
|
Vol. 64, iss. 2
805--812
EN
The paper presents the results of theoretical analysis and experimental research on the material’s influence and tool geometry on the welding speed and mechanical strength of Al 2024 thin sheet metal joints. To make the joints, tungsten carbide and ceramics tools with a smooth and modified surface of the shoulder were used. The choice of the geometrical parameters of the tool was adjusted to the thickness of the joined sheet. During welding, the values of axial and radial force were recorded to determine the stability of the process. The quality of the joint was examined and evaluated on the basis of visual analysis of the surface and cross-sections of the joint area and the parent material, and subjected to mechanical strength tests. The test results indicate that both the geometry of the tool shoulder and the tool material have a decisive influence on the quality of the joint and the welding speed, making it possible to shorten the duration of the entire process.
4
Content available Possibilities to Obtain Products from 2024 and 7075 Chips in the Process of Consolidation by KoBo Extrusion
Pawłowska B., Śliwa R. E., Zwolak M.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2019
|
Vol. 64, iss. 4
1213--1221
EN
Basing on experimental data, the possibility of consolidating side products of turning, milling and drilling of aluminum alloys into the form and properties of solids metals using low-temperature KoBo extrusion method has been assessed. Research regarding mechanical and structural properties of the final products revealed their total consolidation and proved their compatibility with requirements for products made of bulk billets. Importantly, the chips consolidation process does not require high or even raised temperature, which significantly reduces the unfavorable phenomenon of chips oxidation and its negative influence on the structure and mechanical properties of products. A very good effect of chips compaction has been proved by KoBo method, which has been confirmed by relatively slightly different mechanical properties of the material after recycling compared with the bulk one. Among currently applied techniques of consolidation of dispersed fractions in a solid state (leaving the melting stage out), the KoBo method seems an innovative way of utilizing metallic chips, as it enables a cold deformation process.The paper presents investigations using 2024 and 7075 aluminum alloys chips from manufacturing process, formed into briquettes and deformed under conditions of KoBo extrusion process, which enables to obtain long product by cold forming. The final product characterized by good microstructures, mechanical features and low cost of production.
5
Content available Friction Stir Welding of Ultrathin AA2024-T3 Aluminum Sheets Using Ceramic Tool
Myśliwiec P., Śliwa R. E., Ostrowski R.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2019
|
Vol. 64, iss. 4
1385--1394
EN
The paper presents the results of research work on linear FSW (Friction Stir Welding) joining aluminum alloys AA2024-T3 of 0.5 mm in thickness. The study was conducted on properly adapted numerical controlled 3 axis milling machine using a ceramic tool and special designed fastening device. The tool dimensions have been estimated according to the algorithm shown in the literature [4]. All joints were made of end-to end (butt) configuration under different welding speed. The rotational speed of the tool and tool offset was constant. The effect of selected technological parameters on the quality of the joint was analyzed. Produced butt joint have been subjected to a static tensile testing to identify mechanical features of the materials of joints compared to parent materials. Measurements of micro hardness HV in the plastically formed stir zone of joint and in the parent material have been carried out. Axial and radial welding forces in the joining region were recorded during the tests and their dependency from the welding parameters was studied. Based on the results of strength tests the efficiency of joints for sheets of 0.5 mm in thicknesses oscillated up to 96% compared to the parent material. It has been found that for given parameters the correct, free of defects joints were obtained. The paper also presents the results of low-cycle fatigue tests of obtained FSW joints. The use of a ceramic tool in the FSW process allows to obtain welds with higher strength than conventional tools. The results suggests that FSW can be potentially applied to joining aluminum alloys.
6
Content available Możliwości wykorzystania materiału ceramicznego na narzędzia do realizacji procesu zgrzewania tarciowego z przemieszaniem cienkich blach tytanowych
Buszta S., Myśliwiec P., Śliwa R. E., Ostrowski R.
Obróbka Plastyczna Metali
|
2018
|
T. 29, nr 3
253--276
PL
Tytan oraz jego stopy charakteryzują się małą gęstością, dużą opornością na wysoką temperaturę i korozję. Stopy tytanu mogą być spawane wiązką elektronów lub metodą TIG, ale wymagane jest stosowanie gazów osłonowych oraz odpowiednie oczyszczenie łączonych elementów. Największym problemem przy spawaniu tytanu oraz stopów tytanu jest występowanie pęcherzyków oraz kruchości wywołanej powietrzem. Z tego powodu metoda FSW jest korzystną alternatywą przy łączeniu elementów tytanowych. W niniejszej pracy przedstawiono możliwości wykorzystania materiałów ceramicznych na narzędzia oraz inne elementy oprzyrządowania w realizacji zgrzewania tarciowego z przemieszaniem cienkich blach tytanowych typu GRADE 3 i GRADE 5. Wysoka temperatura generowana w trakcie procesu FSW wymaga stosowania zaawansowanych materiałów narzędziowych. Jakość złącza oceniano poprzez analizę właściwości mechanicznych, mikrostrukturę oraz przebiegów sił. Wykazano, że zastosowanie ceramiki narzędziowej na narzędzia oraz elementy oprzyrządowania pozwala na wykonywanie wolnych od wad wysokiej jakości złączy FSW stopów tytanu. Wysoko-temperaturowe właściwości ceramiki przyczyniają się do uproszczenia elementów mocujących zgrzewanych blach.
EN
Titanium and its alloys are characterized by low density, high resistance to high temperature and corrosion. Titanium alloys can be electron beam welded or TIG method, but it is required to use shielding gases and proper cleaning of connected elements. The biggest problem in the welding of titanium and titanium alloys is the presence of bubbles and brittleness caused by air pollution directive, for this reason, the FSW method is an advantageous alternative to the connecting elements of titanium. This paper presents the possibilities of using ceramic materials for tools and other tooling elements in the implementation of friction stir welding of GRADE 3 and GRADE 5 titanium sheets. High temperature generated during the FSW process requires the use of advanced tool materials. Joint quality was assessed by analyzing mechanical properties, microstructure and waveforms forces. It has been shown that the use of ceramics materials for tools and fixing elements allows to make defect-free, high-quality FSW joints of titanium alloys. High temperature properties of ceramics strongly contribute to the simplification of the fastening elements of welded sheets.
7
Content available Łączenie doczołowe cienkich blach ze stopów tytanu metodą zgrzewania tarciowego z przemieszaniem (FSW)
Luty G., Gałaczyński T., Śliwa R. E., Myśliwiec P.
Obróbka Plastyczna Metali
|
2018
|
T. 29, nr 3
277--298
PL
Publikacja dotyczy analizy charakterystyki dynamicznej procesu FSW opartego na efekcie uplastycznienia łączonych elementów ze stopów tytanu i efektu ich wymie-szania w strefie zgrzewania ze szczególnym uwzględnieniem specyfiki łączenia cienkich blach. Wykazano efekt wpływu parametrów procesu takich, jak m.in.: obroty i posuw narzędzia (prędkość zgrzewania), geometria i materiał narzędzia, temperatura. Uplastycznienie w strefie połączenia wymaga odpowiedniego poziomu naprężeń ścinających dla uruchomienia mechanizmu plastycznego płynięcia. Wielkością, która reprezentuje odpowiedź materiału na obciążenia zewnętrzne powodujące jego uplastycznienie, jest wartość sił osiowej i promieniowej występujących podczas zgrzewania. Temperatura procesu FSW blach tytanowych oscyluje w granicach 1000°C. Istnieje potrzeba stosowania zaawansowanych materiałów narzędziowych (np. specjalnej ceramiki narzędziowej) i stosowanie specjalnych układów chłodzących, zarówno narzędzie, jak i przyrząd mocujący. W pracy przedstawiono wyniki zgrzewania cienkich blach ze stopu tytanu GRADE 3 o grubości 0,5 mm w połączeniach doczołowych, za pomocą narzędzi wykonanych z węglika spiekanego oraz ze specjalnej ceramiki narzędziowej, o wymiarach dostosowanych do grubości blachy. Podczas zgrzewania rejestrowano wartości siły osiowej i promieniowej. Jakość złącza oceniano na podstawie badań właściwości mechanicznych złącza oraz analizy mikrostruktury. Wykazano, że odpowiednio dobrane parametry technologiczne i geometryczne procesu FSW wraz z odpowiednimi narzędziami, skutkują otrzymaniem połączeń wysokiej jakości i dużej powtarzalności. Najlepsze rezultaty otrzymano przy zastosowaniu narzędzia ceramicznego, prędkości obrotowej narzędzi 4000 obr/min i prędkości posuwu 100 mm/min. Warunki te zapewniają otrzymanie zgrzeiny o efektywności złącza na poziomie 84% wytrzymałości materiału rodzimego.
EN
The publication concerns the analysis of dynamic characteristics of the FSW process based on the effect of plasticization of joined elements from titanium alloys and the effect of their mixing in the welding zone, with particular emphasis on the specificity of joining thin sheets. The effect of the parameters such as tool rotational and travel speed (welding speed), geometry and material of the tool, temperature, was shown. Plasticization in the welding zone requires an appropriate level of shear stress to activate the flow plasticity mechanism. The value that represents the material's response to external loads causing its plasticization is the value of axial and radial forces during welding. The temperature of the FSW process for titanium sheets oscillates around 1000°C. There is a need to use advanced tool materials (e.g. special tool ceramics) and the use of special cooling systems for tool and the fixtures. The paper presents the results of welding thin GRADE 3 titanium sheets with a thickness of 0.5 mm in butt joints, using tools made of sintered carbide and a special tool ceramic, with dimensions adapted to the thickness of the sheet. During the welding, the values of axial and radial force were recorded. The quality of the joint was evaluated based on the mechanical properties of the joint and microstructure analysis. It was shown that the appropriately selected technological and geometric parameters of the FSW process together with the appropriate tools resulted in obtaining high quality connections and high repeatability. The best results were obtained using a ceramic tool, a rotational speed of tool at 4000 rpm and a travel speed of 100 mm/min. These conditions ensure that the weld has joint efficiency on 84% level com-pared to parent material.
8
Content available Friction Stir Welding of thin Sheets of Magnesium Alloy AZ31B
Myśliwiec P., Śliwa R. E.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2018
|
Vol. 63, iss. 1
45--54
EN
Friction stir welding developed in early 90’s is a refreshing approach to the joining of different kinds of metals. FSW has become increasingly popular and provides excellent alternative to conventional welding or riveting sheets of various metals. The paper present the results of research work on linear FSW joining magnesium alloys AZ31B of 0.5 mm in thickness. The study was conducted on properly adapted numerical controlled 3 axis milling machine using a own made tools and fastening device. The tool dimensions have been estimated in accordance with the algorithm shown in the literature [2]. All joints were made of end-to end (butt) configuration under different process parameters. The effect of selected technological parameters on the quality of the joint was analyzed. Produced butt joint have been subjected to a static tensile testing to identify mechanical features of the materials of joints compared to parent materials. Measurements of micro hardness HV in the plastically formed stir zone of joint and in the parent material have been carried out. Axial and radial welding forces in the joining region were recorded during the tests and their dependency from the welding parameters was studied . Based on results of strength tests the efficiency of joints for sheets of 0.5 mm in thicknesses oscillated up to 90% compared to the parent material. It has been found that for given parameters the correct, free of defects joints were obtained. The results suggests that FSW can be potentially applied to magnesium alloys.
9
Content available Assessment of Failure Strength of Real Alumina Foams with Use of the Periodic Structure Model
Nowak M., Nowak Z., Pęcherski R. B., Potoczek M., Śliwa R. E.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2018
|
Vol. 63, iss. 4
1903--1908
EN
The subject of the study are alumina foams produced by gelcasting method. The results of micro-computed tomography of the foam samples are used to create the numerical model reconstructing the real structure of the foam skeleton as well as the simplified periodic open-cell structure models. The aim of the paper is to present a new idea of the energy-based assessment of failure strength under uniaxial compression of real alumina foams of various porosity with use of the periodic structure model of the same porosity. Considering two kinds of cellular structures: the periodic one, for instance of fcc type, and the random structure of real alumina foam it is possible to justify the hypothesis, computationally and experimentally, that the same elastic energy density cumulated in the both structures of the same porosity allows to determine the close values of fracture strength under compression. Application of finite element computations for the analysis of deformation and failure processes in real ceramic foams is time consuming. Therefore, the use of simplified periodic cell structure models for the assessment of elastic moduli and failure strength appears very attractive from the point of view of practical applications.
10
Content available Recykling wiórów aluminium metodą KOBO
Pawłowska B., Śliwa R. E.
Obróbka Plastyczna Metali
|
2017
|
T. 28, nr 4
301--316
PL
W pracy dokonano analizy możliwości recyklingu wiórów na przykładzie wiórów ze stopu 2024, metodą konsolidacji plastycznej w procesie KoBo. Metoda recyklingu stanowi alternatywne rozwiązanie w stosunku do tradycyjnych sposobów odzysku metali poprzez procesy topienia. Stosowane do tej pory procesy recyklingu wiórów są mało efektywne z uwagi na duże straty metalu wskutek utleniania przy nagrzewaniu do temperatury topienia. Ponadto, konsolidacja wiórów nie wymaga stosowania wysokiej, czy nawet podwyższonej temperatury procesu, co znacząco ogranicza niekorzystne zjawisko utleniania wiórów i negatywny wpływ na strukturę i własności mechaniczne wyrobów. Zaproponowana w pracy metoda opiera się na zagęszczeniu wiórów na zimno do postaci brykietów, a następnie wyciskaniu metodą KoBo w temperaturze otoczenia. Wyciskane pręty poddano badaniom właściwości mechanicznych (jednoosiowa próba rozciągania oraz pomiar twardości metodą Vickersa), które porównano z określonymi właściwościami mechanicznymi materiału litego. Wykazano bardzo dobry efekt konsolidacji wiórów w procesie KoBo potwierdzony stosunkowo niewiele różniącymi się właściwościami mechanicznymi materiału po recyklingu w porównaniu do materiału litego. W stosunku do innych metod recyklingu, wyciskanie wiórów metodą KOBO jest rozwiązaniem w pełni innowacyjnym i energooszczędnym. Jego zastosowanie na zaadaptowanych do procesu KOBO prasach przemysłowych, stwarza szansę na uzyskanie wyrobów o większych przekrojach poprzecznych i większym stopniu przerobu, a przy tym pozwoli na sterowanie właściwościami wyrobu przez odpowiedni dobór parametrów prowadzenia procesu i ewentualnej obróbki cieplnej.
EN
This paper presents an analytical study of recycling aluminum chips, on the example of chips of 2024 aluminum alloy, by plastic consolidation with the use of KoBo method. The recycling method is an alternative solution to conventional method of recovering metals by melting processes. However, the recycling methods, which have been applied so far, are hardly effective considering large metal waste due to oxidation when heating the chips to the melting temperature. Moreover, chip consolidation does not require high or even elevated temperature of the process, which considerably reduces the chip oxidation and negative effect on the structure and mechanical properties of the product. The proposed method is based on cold compaction of chips into briquettes, and then extrusion by KoBo method at room temperature. The extruded wires were tested for mechanical properties (uniaxial tensile test and Vickers hardness test), and compared with specific mechanical properties of solid material. A very good effect of chips compaction has been proved by KoBo method, which has been confirmed by relatively slightly different mechanical properties of the material after recycling compared with the solid one. In comparison to other recycling methods, chip extrusion by KoBo method is an innovative and energy efficient solution. The application of that method on specially designed hydraulic presses allows for obtaining products of larger cross-sections as well as larger scale of chip processing. It will also allow for controlling the product properties by proper selection of process parameters and possible heat treatment.
11
Content available Plastyczne kształtowanie obrzeży otworów kołnierzowych w blachach tytanowych z wykorzystaniem termicznego efektu tarcia
Balawender T., Śliwa R. E., Kosidło J.
Obróbka Plastyczna Metali
|
2017
|
T. 28, nr 4
251--262
PL
Odkształcalność tytanu i jego stopów w temperaturze otoczenia jest ograniczona, wymaga stosowania bardzo dużych nacisków oraz powoduje znaczne sprężynowanie wyrobów. Powszechnie stosowana jest zatem przeróbka plastyczna na gorąco stopów tytanu, wymagająca nagrzewania materiału do wysokich temperatur (od 870 do 950oC). Możliwa jest także przeróbka plastyczna w podwyższonych temperaturach, która powoduje znaczne obniżenie granicy plastyczności i poprawę odkształcalności. Podgrzewanie może być realizowane różnymi metodami, np. elektrycznymi, ogniowymi, laserem i innymi. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych kształtowania obrzeży otworów kołnierzowych, będących istotnym elementem geometrycznym części konstrukcji, w tym lotniczych. Zastosowano innowacyjne rozwiązanie podwyższenia temperatury materiału przez tarciowe grzanie obszaru kołnierza. Narzędzie stanowi wirujący stempel o stożkowej powierzchni roboczej, który trąc o powierzchnię krawędziową otworu, generuje ciepło powodujące podwyższenie temperatury materiału i jednocześnie powoduje przetłaczanie blachy w kołnierz w otworze matrycy. Taki sposób nagrzewania materiału nie wymaga stosowania dodatkowego oprzyrządowania, jest ekonomicznie uzasadniony i przyjazny środowisku. Dobór optymalnych parametrów procesu jest jednak trudny, gdyż ilość wydzielającego się ciepła zależy od wielu czynników takich jak powierzchnia tarcia, warunki tarcia, prędkość narzędzi oraz właściwości materiału. Badania przeprowadzono na uniwersalnej frezarce pionowej zmieniając prędkość obrotową stempla i posuw stołu frezarki. Stwierdzono, że stopy tytanu (w gat. Grade 2 i Grade 5) wymagają małych prędkości, gdyż zbyt duże prędkości (obrotowa stempla i posuwu stołu) powodują przegrzewanie materiału, jego pękanie i nalepianie się na stempel. Dla założonych wymiarów otworu i kołnierza określono optymalne warunki realizacji procesu kształtowania.
EN
Deformability of titanium and its alloys in ambient temperature is restricted, needs applying of high pressure and causes considerable spring-back of products. Hot working of titanium alloys is commonly used, what means heating to high temperatures (870–950oC). Hot-cold working in heighten temperatures is applied too, because it causes reducing of yield stress and increasing of deformability. The heating can be realized by different methods, e.g. by electrical, firing, laser and other methods. The work presents the results of initial experiments of plastic forming of hole flange rims which are essential geometrical element of mechanical constructions including aviation. The innovative solution of friction heating of flange region was applied to increase of material temperature. The rotating punch was applied as a tool, which rubbing to rim surface of a hole in a sheet, generated heat and drew sheet into the flange on a die hole. Such heating manner do not require additional device, is economically motivated and environmentally friendly. The choice of process optimal parameters is difficult because the quantity of heat emission depends on many factors (mainly to friction surface size, friction conditions, speed of tools, material properties and others. The tests were realized on vertical milling machine with changing punch rotating speed and milling table feed. It was affirmed that forming of titanium alloys by this manner needs low speeds; too big speeds (rotating of punch and table feed) caused overheating of the material, its cracking and sticking to the punch. The optimal conditions of the forming process were determined for assumed dimensions of a hole and a flange.
12
Content available Możliwości łączenia cienkich blach ze stopów Al, Mg oraz tytanu GRADE 3 w procesie FSW
Myśliwiec P., Śliwa R. E., Ostrowski R.
Obróbka Plastyczna Metali
|
2017
|
T. 28, nr 4
263--280
PL
Procesy oparte na łączeniu materiałów w stanie stałym stanowią skuteczne rozwiązanie pod względem aspektów wytrzymałościowych i trwałości wykonanego elementu. W ostatnich latach nastąpiło duże zainteresowanie środowisk naukowo-badawczych i przemysłu rozwijaniem niekonwencjonalnych metod łączenia materiałów konstrukcyjnych w przemyśle transportowym, w tym metodami zgrzewania tarciowego z przemieszaniem FSW (Friction Stir Welding). W pracy przedstawiono charakterystykę procesu FSW na podstawie złączy cienkich blach metalicznych stopów Al Mg i czystego technicznie tytanu GRADE 3 (AMS-T-9046 / AMS 4900) grubości 0,4 i 0,5 mm. Analizując omawiane właściwości połączeń oraz modyfikacje metalurgiczne strefy złączą, poprzez wpływ głównych zmiennych procesowych, co ma wpływ na jakość złączy FSW. Proces zgrzewania zrealizowano na 3 osiowej pionowej frezarce sterowanej numerycznie, wyposażonej w specjalnie przygotowany uchwyt mocujący, z wykorzystaniem narzędzi z węglika wolframu oraz ceramiki narzędziowej. Parametry geometryczne dostosowano do grubości blachy na podstawnie algorytmu wg danych literaturowych [12]. Podczas procesu realizowano pomiar sił osiowych i promieniowych, wykorzystując precyzyjny siłomierz piezoelektryczny, w celu analizy efektu uplastycznienia łączonych blach. Wytrzymałość połączeń FSW wyznaczono na podstawie statycznej próby rozciągania w temperaturze pokojowej. Na tej podstawie zdefiniowano efektywność złącza w porównaniu do materiału rodzimego. Wykazano, że metoda FSW pozwala na wykonywanie wysokiej jakości wolnych od wad zgrzein cienkich blach metalicznych, zarówno z metali nieżelaznych, jak i z czystego technicznie tytanu GRADE 3 (AMS-T-9046 / AMS 4900). Efektywność wykonanych połączeń FSW znacznie przekraczała 80% wytrzymałości na rozciąganie materiału rodzimego. Wykazano, że proces FSW może stanowić alternatywę dla procesu spawania łukowego, nitowania lub zgrzewania oporowego RSW.
EN
Processes based on a joining of materials in the solid state, constitute an effective solution to the aspects of strength and durability of the produced element. In recent years there has been a great interest of research and industry to develop unconventional methods of joining construction materials in the transport industry, including Friction Stir Welding. This paper presents the characteristics of the FSW process based on the joints of thin sheet of Al and Mg alloys and technically pure GRADE 3 titanium (AMS-T-9046 / AMS 4900) of 0.4 and 0.5 mm in thicknesses. Analyzing the joints properties and metallurgical modifications through the influence of the main process variables, which affects the quality of the FSW joints. The welding process was carried out on a 3 axial vertical numerically controlled milling machine, equipped with a specially prepared fixing device, using tungsten carbide tools and ceramics tool. Geometric parameters were adjusted to the thickness of the sheet using the algorithm according to literature [12]. During the process, axial and radial forces were measured using a precision piezoelectric dynamometer to analyze the effect of the plasticization in the joined area. The ultimate tensile strength (UTS) of FSW joints was determined by the static tensile test at room temperature. On this basis, the efficiency of the joint was determined as compared to the parent material (PM). It has been shown that the FSW method allows for the production of high quality defect free joints both from nonferrous metals as well as from pure GRADE 3 titanium (AMS-T-9046 / AMS 4900). Efficiency of FSW connections exceeds 80% of the tensile strength of parent material. It has been shown that the FSW process can be an alternative for arc welding, riveting or RSW welding.
13
Content available Fizyczne modelowanie plastycznego płynięcia w procesie wyciskania metodą KOBO z użyciem matryc o różnej geometrii
Zwolak M., Śliwa R. E.
Obróbka Plastyczna Metali
|
2017
|
T. 28, nr 4
317--330
PL
W pracy zaprezentowano wyniki badań efektów wyciskania będących podstawą fizycznego modelowania płynięcia w warunkach procesu KOBO pozwalających na określenie wpływu rodzaju matryc o różnych parametrach geometrycznych na schemat plastycznego płynięcia metalu. Do prób wyciskania użyto wlewków składających się z naprzemiennie ułożonych krążków stopu aluminium 7075 T6 oraz miedzi (M1E). Proces przeprowadzono z użyciem matryc o różnej geometrii części czołowej bez podgrzewania wsadu i elementów prasy. Warstwy miedzi posłużyły jako markery do identyfikacji schematu płynięcia i strefy uplastycznienia a jednocześnie wykazały możliwość uzyskania metalicznego materiału kompozytowego Al-Cu. Pobrane z wyrobów próbki oraz piętki po wyciskaniu badano pod kątem analizy makro i mikrostruktury oraz właściwości wytrzymałościowych. Wszystkie próbki, niezależnie od miejsca ich pobrania, charakteryzowały się korzystną, jednorodną, drobnoziarnistą mikrostrukturą w całej objętości wyrobu. Strefa połączenia Al. i Cu ma charakter nierozłączny, pozbawiony wad. Otrzymany materiał kompozytowy posiada bardzo dobre właściwości wytrzymałościowe, zbliżone do właściwości stopu aluminium 7075 T6. Uzyskane wyniki przeprowadzonych badań eksperymentalnych wykazały celowość podjęcia zagadnienia modyfikacji cech narzędzi do procesu wyciskania metodą KOBO jako mających bezpośredni wpływ na parametry siłowe procesu oraz charakter plastycznego odkształcenia materiału wsadowego. Wykazano zależność cech mechanicznych i strukturalnych wyrobów wyciskanych metodą KOBO i schematu płynięcia od parametrów procesu oraz siły wyciskania od rodzaju zastosowanej matrycy.
EN
The paper presents results of extrusion effects which are the basis of physical flow modeling under conditions of the KOBO process, which allow to determine the influence of the type of dies with different geometrical parameters on the scheme of the plastic flow of the metal. Billets made of alternating slices of 7075 T6 aluminum and copper (M1E) were used as composed initial material for extrusion. The process was performed using dies of different face geometry, without heating the billets and press parts. Copper layers have been used as markers for the identification of flow patterns and plastic zone while at the same time demonstrating the possibility to obtain a metallic composite material Al-Cu. Specimens from extruded products as well as butts were tested for macro and microstructure analysis and mechanical properties. All specimens, regardless of which products part they were collected, were characterized by favorable, homogeneous finegrained microstructure throughout the volume of the product. Connection zone between Al and Cu is inseparable, devoid of defects. Obtained composite material has very good strength, similar to that of the 7075 T6aluminum alloy. The obtained results of the experimental work indicate goal of modification of the features of tools for the KOBO extrusion process as having a direct influence on the process parameters and the plastic deformation of the billet. The mechanical and structural characteristics of the KOBO extruded products, the flow scheme under various conditions of the process parameters and the extrusion force depended on the type of dies have been presented.
14
Content available Metal Forming of Lightweight Magnesium Alloys for Aviation Applications
Śliwa R. E., Balawender T., Hadasik E., Kuc D., Gontarz A., Korbel A., Bochniak W.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2017
|
Vol. 62, iss. 3
1559--1566
EN
The work presents an analysis of selected magnesium alloys as structural materials to be used in production of aircraft parts as well as their technological parameters in some manufacturing processes. Upsetting test, backward extrusion and Kobo extrusion of complex cross-sectional profiles and forging process were realized using magnesium alloys AZ31, AZ61, AZ80, WE 43 and Mg alloy with Li for production of thin – walled aircraft profiles and forged aviation parts. The range of temperatures and extrusion rate for the manufacturing these profiles were determined. Tests also covered the analysis of microstructure of Mg alloys in the initial state as well as after the extrusion process. It has been proved that the proper choice of parameters in the case of a specific profile extruded from magnesium alloys allows the manufacturing of products of complex cross-sections and the quality required in aerospace industry. This has been demonstrated on the examples of complex cross-sectional profiles using elements of varied wall thickness and examples of forged aviation parts: aircraft wheel hub and helicopter lever for control system.
15
Teoretyczna i doświadczalna analiza procesu formowania profili kompozytowych typu GLARE
Śliwa R. E., Wilk M. S.
Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
|
2016
|
R. 61, nr 1
3--13
PL
W artykule przedstawiono teoretyczną i doświadczalną analizę procesu formowania profili kompozytowych typu GLARE wykonanych z udziałem fazy metalicznej ze stopów aluminium 2024, 6061 oraz 7075 oraz prepregu kompozytowego. Profile kompozytowe wykonano poprzez formowanie plastyczne cienkich arkuszy blach metalu o grubości 0,4 mm, następnie ukształtowane profile ułożono naprzemiennie z warstwami nieutwardzonego prepregu epoksydowego wzmocnionego włóknem szklanym i łączono w procesie autoklawowym. Dokonano oceny jakości makro- i mikrostruktury otrzymanych profili o strukturze kompozytów typu GLARE, poddano je również statycznym badaniom wytrzymałościowym. Wykazano, że profile kompozytowe typu GLARE wykonane z zastosowaniem procesu formowania plastycznego fazy metalicznej charakteryzuje dobra adhezja poszczególnych faz oraz wysokie parametry wytrzymałościowe.
EN
The paper presents a theoretical and experimental analysis of the forming process of GLARE type composite profiles made of aluminum alloy 2024, 6061 and 7075 and epoxy prepreg. Composite profiles were made by the plastic forming of thin metal sheets with a thickness of 0.4 mm. The shaped profiles were arranged with layers of uncured epoxy prepreg reinforced with glass fiber and cured with an autoclave process. An evaluation of the quality of macro- and microstructure obtained profiles of the type of GLARE composite, subjected to the static tensile tests. It has been shown that the composite profiles made by using the plastic forming process of the metallic phase it is characterized by good adhesion of the individual phases and as it has high strength parameters.
16
Content available remote Wyciskanie przeciwbieżne. Analiza możliwości procesu w zakresie wytwarzania profili lotniczych ze stopów aluminium
Śliwa R. E., Pawłowska B.
Stal, Metale & Nowe Technologie
|
2015
|
nr 5-6
72--75
PL
W artykule przedstawiono proces wyciskania kształtowników o złożonej geometrii przekroju poprzecznego ze stopów aluminium do zastosowań w lotnictwie. W oparciu o charakterystykę właściwości stopów aluminium jako materiałów konstrukcyjnych określono technologiczne parametry wyciskania tych stopów na prasie przeciwbieżnej oraz ich wpływ na właściwości mechaniczne, mikrostrukturę i jakość wykonywanego wyrobu. Wyniki badań pozwoliły na wyselekcjonowanie rzeczywistych warunków realizacji procesu prowadzącego do uzyskania wyrobu bez wad o wysokich wymaganiach jakościowych.
EN
The paper presents the process of extrusion of shapes of complex geometry cross-section aluminum alloy for use in aerospace industry. The aim of this study is to characterize the properties of aluminum alloys as structural material and to determine the technological parameters of the indirect extrusion press, as well as their influence on mechanical properties, the microstructure and the quality of the product manufactured. The tests results let for the determination of real extrusion process conditions, that led to obtain high quality products.
17
Pianki z Ti2AlC przeznaczone na matryce do kompozytów ceramiczno-metalicznych o strukturze infiltrowanej
Potoczek M., Chmielarz A., Śliwa R. E.
Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
|
2015
|
R. 60, nr 11
577--581
PL
Kompozyty metalowo-ceramiczne o strukturze infiltrowanej charakteryzują się unikalną przestrzenną strukturą wzajemnie przenikających się szkieletów fazy metalowej i fazy ceramicznej. Najczęstszym sposobem wytwarzania tego typu kompozytów jest infiltracja roztopionego metalu do porowatej kształtki ceramicznej. W tej pracy do wytworzenia porowatych materiałów z T i2AlC zastosowano metodę żelowania spienionej zawiesiny ceramicznej (ang. gel-casting of foams). Metoda ta pozwala na wytworzenie ceramiki porowatej w postaci materiałów piankowych. Wytworzono pianki ceramiczne o porowatości całkowitej w zakresie 80÷90 %, które następnie charakteryzowano pod względem rozmiarów makroporów i połączeń między makroporami, porowatości otwartej i wytrzymałości na ściskanie. Wielkości te określają przydatność ceramiki porowatej do procesu infiltracji ciśnieniowej roztopionymi metalami. Stwierdzono, że rozmiar makroporów zawarty był w granicach 381÷547 μm, a rozmiar połączeń między makroporami mieścił się w zakresie od 77 do 134 μm. Pianki o porowatości w zakresie 80÷90 % charakteryzowały się dużą, jak na materiały wysokoporowate wytrzymałością na ściskanie, która zawarta była granicach 8÷18 MPa.
EN
MAX phases are a group of advanced ceramics with nano-layered structure. They have Mn+1AXn composition, where M is an early transition metal, A is an element of A group and X is a carbon and/or nitrogen. The growing interest in this novel group of materials results in their unique combination of characteristics typical of both ceramics and metals. They are elastically stiff good thermal and electrical conductors, resistant to chemical attack, and have relatively low thermal expansion coefficients. On the other hand, they are relatively soft and most are readily machinable, thermal shock resistant and damage tolerant. MAX phases can be produced both in dense and in porous form. In porous form they can be used for example as catalyst supports and preforms for metal-ceramic interpenetrating composites. One method to achieve an interpenetrating microstructure of a composite is the infiltration of a molten metal into a porous ceramic body called a preform. In this work porous Ti2AlC foams were manufactured by the gel-casting method with the use of agarose as an environmentally friendly gelling agent. This technique consists of the combination of the gel-casting process as well as the aeration of ceramic suspensions. It was used because it allows to manufacture porous ceramics in the form of highly porous bodies with homogeneous morphology with controlled porosity and pore size. Ti2AlC foams possessing total porosity in the range of 60÷90 % were manufactured and their microstructure was characterized in order to determine their applicability for the metal melt infiltration technique. Foams having total porosity of 77,9 and 85,3 % were chosen for the further investigation because of the fact that their open porosity was almost the same as the total porosity. As it was shown on the SEM images the samples presented a highly interconnected porous network. The average cell and cell window size was determined on the base of SEM image analysis. Cell size ranged from 381 to 547 μm and the average cell window size ranged from 77 to 134 μm. The strength of the foams was high and ranged from 8 to 18 MPa for the materials having porosity of 85,3 and 77,9 % respectively. This relatively high strength is typical for the porous materials manufactured by gelcasting technique. A relative high compression strength as well as the open porosity of Ti2AlC foams make them suitable for pressure metal melt infiltration in order to produce ceramic-metal interpenetrating composites.
18
Badania modelowe w procesie projektowania i wdrażania do produkcji odkuwek dźwigni układu sterowania śmigłowca
Śliwa R.E., Budzik G., Bernaczek J., Kudasik T.
Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
|
2015
|
R. 60, nr 11
619--624
PL
W artykule przedstawiono badania dźwigni układu sterowania śmigłowca przeprowadzone w oparciu o model wykonany techniką szybkiego prototypowania oraz odkuwki ze stopów magnezu i aluminium. Przedstawiono proces Jetting Systems — wydruku i polimeryzacji żywicy FC720 dla modelu dźwigni oraz opracowano technologię elastooptycznej analizy rozkładu naprężeń z zastosowaniem powłoki optycznie czynnej na powierzchni modelu. Przedstawiono stanowisko badawcze na którym obciążano dźwignię JS układu sterowania śmigłowca siłą pionową w zakresie od 1200 do 3200 N doprowadzając do jej zniszczenia w okolicy sworznia na krótkim ramieniu. Na podstawie warunku podobieństwa modelowego (stosunek modułów Young’a) wyznaczono zakres obciążenia dla odkuwek ze stopów Mg i Al dźwigni. Przeprowadzono badania niszczące odkuwek, które potwierdziły wyznaczoną zależność modelową.
EN
The paper presents a study on the helicopter control system lever conducted based on a physical model obtained by rapid prototyping technique and production of magnesium and aluminium alloys forgings. The process of Jetting Systems — print and polymerization of the FC720 resin for lever model has been shown as support for developing technology using photoelastic stress distribution analysis basing on optically active coatings on the surface of the model. JS model of helicopter control system lever was loaded with vertical force in test stand within the range of 1200 to 3200 N, leading to its destruction in the area of the pin on the short arm. Basing on the condition of model similarity (the ratio of Young's modules) the load range for Mg and Al alloys forgings of lever were defined. The results of destructive tests of forgings were confirmed by obtained model relationship.
19
Content available Sprzężona analiza Eulera-Lagrange’a w modelowaniu procesu wyciskania
Ryzińska G., Skrzat A., Śliwa R. E.
Obróbka Plastyczna Metali
|
2015
|
T. 26, nr 1
73--92
PL
W pracy przedstawiono badania eksperymentalne i symulacje numeryczne procesu wyciskania warstwowych kompozytów metalowych o strukturze rdzeń–powłoka. W badaniach eksperymentalnych badano próbki o stałym stosunku średnicy rdzenia (Al) do zewnętrznej średnicy powłoki (Pb) oraz o różnym stopniu redukcji przekroju poprzecznego wyrobu. Siła rejestrowana podczas badań posłużyła do weryfikacji poprawności przyjętych modeli numerycznych. W symulacjach numerycznych procesu wyciskania zastosowano osiowosymetryczny model Lagrange’a (program MSC Marc Mentat) oraz model sprzężonej analizy Eulera-Lagrange’a (program Abaqus). Głównym problemem obliczeń numerycznych są bardzo duże deformacje wsadowego materiału złożonego do wykonania wyrobu kompozytowego. W podejściu Lagange’a uzyskanie zbieżności rozwiązania wymaga ciągłego generowania nowych siatek elementów skończonych. Wpływa to negatywnie na zbieżność obliczeń. Rozpatrywane zadanie rozwiązano jako problem osiowosymetryczny. Podejście CEL nie wymagało generacji nowych siatek, ponieważ Eulerowska siatka elementów skończonych pozostawała nieruchoma a przez nią przepływał materiał. Dzięki temu uwarunkowanie problemu nie zmieniało się w czasie analizy, a proces rozwiązywania był stabilny. W programie Abaqus analizy CEL są ograniczone wyłącznie do problemów trójwymiarowych, co powoduje konieczność zastosowania dużej ilości elementów i znacznie wydłuża czas obliczeń. Ze względu na symetrię problemu rozpatrywano jedynie jedną czwartą modelu fizycznego, zmniejszając w ten sposób liczbę stopni swobody. Uzyskane numerycznie wyniki w postaci wykresów zależności siły w funkcji przemieszczenia stempla porównywano z rezultatami badań eksperymentalnych. Oszacowanie siły w procesie uzyskane za pomocą obydwu podejść jest porównywalne.
EN
An experimental and numerical study of the extrusion of metallic composite materials is presented in this paper. In the experimental investigations constant diameters of aluminum core and lead cylinder are considered as well as various extrusion ratios. The punch force registered in experiments is used to verify the reliability of proposed numerical models. Numerical simulations of the extrusion process use updated Lagrangian approach (MSC Marc Mentat program) and coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) approach (Abaqus program). The main difficulty of numerical calculations are very large deformations of the processed material. The application of the Lagangian approach requires continuous generation of new finite element meshes in order to achieve the convergence. Considered problem is solved as axisymmetric. CEL approach does not require new mesh generation because Eulerian mesh remains fixed and material flows through it. Thanks to this condition the solution process is stable. Abaqus CEL analysis implementation is limited to the three-dimensional problem only, making necessary to use a large number of elements. To make the computations more efficient only onequarter of the model is considered due to the symmetry of the problem. The results of numerical simulations in terms of plots of the punch force versus the punch displacement are compared to data registered in the experimental investigations. Estimation of the punch forcein both approaches is comparable.
20
Content available remote Wpływ geometrii ostrza płytek Wiper wykonanych z PKD na chropowatość powierzchni po frezowaniu z dużymi prędkościami części lotniczych ze stopów aluminium 7075
Ostrowski R., Zwolak M., Śliwa R. E.
Mechanik
|
2015
|
R. 88, nr 12CD3
51--54
PL
W pracy przedstawiono ideę stosowania płytek skrawających o geometrii Wiper w narzędziach z ostrzami wykonanymi z diamentu polikrystalicznego do procesów wysokowydajnego frezowania czołowego. Zaprezentowano wyniki badań wpływu geometrycznych cech i mechanicznych i strukturalnych właściwości płytki Wiper na efekt frezowania wyrobu ze stopu aluminium 7075 o określonych właściwościach oceniany na podstawie pomiarów chropowatości powierzchni frezowanych próbek w zależności od szybkości posuwu narzędzia. Wykazano celowość doboru cech narzędzia skrawającego do określonych cech mechanicznych i struktury obrabianego elementu.
EN
In the article the idea of using PCD Wiper insert geometry in high speed milling of 7075 aerospace aluminum alloy was presented. The results of research on the influence of geometric characteristics, mechanical and structural properties of Wiper inserts for milling effect a part made of aluminum alloy 7075 with specific properties evaluated based on measurements of surface roughness of milled samples depending on the tool feed speed. It has been shown the advisability of selecting features of a cutting tool to specific mechanical characteristics and structure of the workpiece.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.