Rotary friction welding of Al/Al2O3 Composites with Aluminium Alloys

• Autorzy: Siedlec Robert , Strąk Cezary

Identyfikatory

DOI

10.26628/wtr.v92i6.1124

Warianty tytułu

PL

Obrotowe zgrzewanie tarciowe kompozytów Al/Al2O3 ze stopami Al

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Friction welding is one of the most economical process of joining solid-state materials. This technique allows to weld similar and dissimilar materials in a very short time. Friction welding of metal with composites gives new possibilities of application, due to the fact that materials have different physical and mechanical properties. In the study, aluminum alloy 44200 was friction welded to Al/Al2O3 composite. In addition, the following inspections were performed: optical microscopy, microhardness measurements and also tensile strength for all joints produced by friction welding. All of the studies were performed to evaluate the quality of connection between the 44200 alloy and the composites on the aluminum alloy matrix reinforced with ceramic phase of Al/Al2O3.

PL

Zgrzewanie tarciowe to jedna z bardziej ekonomicznych metod trwałego łączenia materiałów w stanie stałym. Metoda ta umożliwia wykonywanie złączy zarówno jednoimiennych, jak i różnoimiennych w bardzo krótkim czasie. Zaletą zgrzewania tarciowego jest możliwość uzyskania złączy o wysokiej jakości. Zgrzewanie tarciowe kompozytów z metalami, stwarza nowe możliwości aplikacji, z uwagi na fakt, że oba materiały posiadają różne właściwości fizyczne oraz mechaniczne. W pracy przeprowadzono próby spajania stopu aluminium EN-AC-44200 z kompozytami Al/Al2O3. W opracowaniu przeprowadzono następujące badania złączy stop aluminium-kompozyt uzyskanych metodą zgrzewania tarciowego: mikroskopowe, twardości, mechaniczne (pomiar wytrzymałości na rozciąganie). Wykonane badania miały na celu ocenę jakości połączenia pomiędzy stopem 44200, a kompozytami na osnowie stopu aluminium wzmacnianymi fazą ceramiczną Al/Al2O3.

Słowa kluczowe

EN

friction welding; aluminium alloy; ceramics; Al composite

PL

zgrzewanie tarciowe; stop aluminium; ceramika; kompozyt Al

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Welding Technology Review
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 92, nr 6
• Strony: 23--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Siedlec Robert

• Łukasiewicz Research Network - Institute of Electronic Materials Technology, Poland

autor

Strąk Cezary

• Łukasiewicz Research Network - Institute of Electronic Materials Technology, Poland

Bibliografia

• [1] Szala M., Hejwowski T., Cavitation Erosion Resistance and Wear Mechanism Model of Flame-Sprayed Al2O3-40%TiO2/NiMoAl Cermet Coatings. Coatings, 2018, Vol. 8(7), 254. https://doi.org/10.3390/coatings8070254
• [2] Basheer U.M., Mohd Noor A.-F., Microstructural Development in Friction Welded Aluminum Alloy with Different Alumina Specimen Geometries. Friction and Wear Research, 2013, Vol. 1(2).
• [3] Ambroziak A., Korzeniowski M., Using resistance spot welding for joining aluminium elements in automotive industry. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2010, Vol. 10(1), 5-13. https://doi.org/10.1016/s1644-9665(12)60126-5
• [4] Skowrońska B., Chmielewski T., Pachla W., Kulczyk M., Skiba J., Presz W., Friction weldability of UFG 316L stainless steel. Archives of Metallurgy and Materials, 2019, Vol. 64(3), 1051-8. https://doi.org/10.24425/amm.2019.129494
• [5] Park I.D., Lee C.T., Kim H.S., Choi W.J., Kang M.C., Structural considerations in friction welding of hybrid Al 2O3-reinforced aluminum composites. Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition), 2011, Vol. 21(1), 42-6. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(11)61058-3
• [6] Ahmad Fauzi M.N., Uday M.B., Zuhailawati H., Ismail A.B., Microstructure and mechanical properties of alumina-6061 aluminum alloy joined by friction welding. Materials and Design, 2010, Vol. 31(2), 670-6. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2009.08.019
• [7] Hascalik A., Orhan N., Effect of particle size on the friction welding of Al2O3 reinforced 6160 Al alloy composite and SAE 1020 steel. Materials and Design, 2007, Vol. 28(1), 313-7. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2005.06.001
• [8] Naplocha K., Kaczmar J.W., Morgiel J., Local strengthening of en AC-44200 al alloy with ceramic fibers. In: Key Engineering Materials, 2015. p. 237-40. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.662.237
• [9] Kurzawa A., Kaczmar J.W., Bending Strength of en AC-44200-Al2O3 Composites at Elevated Temperatures. Archives of Foundry Engineering, 2017, Vol. 17(1), 103–8. https://doi.org/10.1515/afe-2017-0019
• [10] Krzyńska A., Włosiński W., Kaczorowski M., About the structure Cu-Al2O3 joints obtained by diffusion bonding. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 2006, Vol. 220(3), 439-45. https://doi.org/10.1243/09544054JEM237
• [11] Zhou Y., Zhang J., North T.H., Wang Z., The mechanical properties of friction welded aluminium-based metal-matrix composite materials. Journal of Materials Science, 1997, Vol. 32(14), 3883-9. https://doi.org/10.1023/A:1018652429477
• [12] Chmielewski T., Hudycz M., Krajewski A., Salaciński T., Skowrońska B., Świercz R., Structure investigation of titanium metallization coating deposited onto AlN ceramics substrate by means of friction surfacing process. Coatings, 2019, Vol. 9(12), 845. https://doi.org/10.3390/coatings9120845
• [13] Li W., Vairis A., Preuss M., Ma T., Linear and rotary friction welding review. International Materials Reviews, 2016, Vol. 61(2), 71–100. https://doi.org/10.1080/09506608.2015.1109214

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).