PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Characteristics of AlSi9mg/2017A Aluminum Alloys Friction Stir Welded with Offset Welding Line and Root-Side Heating

Autorzy
Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Charakterystyka stopów aluminium AlSi9mg/2017A zgrzewanych metodą Friction Stir Welding z przesunięcem linii zgrzewania i dodatkowym źródłem ciepła od strony grani
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Welding of materials differing significantly in terms of chemical composition and microstructure is one of the main advantages of the Friction Stir Welding method. This paper presents the results of welding of a cast AlSi9Mg (hypoeutectic silumin) and 2017A aluminum alloys. The welding was performed with a high linear velocity (over 1 m/min). The modification of the process consisted in offsetting the welding line toward the advancing side, and in on application of an additional heat source from the root side. The study of the macrostructure (with high resolution of the image) revealed the presence of defects in the weld, despite greater plasticity of the material results from raising the temperature. The analysis (by SEM, SEM-EDS) of constituent stable phases within the cast alloy, showed their considerable fragmentation, however to a various degree. The material above the weld nugget was not mixed and contained micro-defects that did not result from the welding. The hardness distribution within the weld nugget, reveals slight strengthening of the both cast and wrought alloys. A metastable state of the 2017A alloy was also documented, however, the alloy hardness increased within the weld nugget due to the natural aging. On the other hand, the hardness of the heat-affected zone in this alloy does not increase also due to the natural aging.
PL
Jedną z głównych zalet technologii FSW jest zdolność do spajania materiałów znacznie różniących się składem chemicznych. W artykule przedstawiono rezultaty zgrzewania stopów aluminium AlSi9Mg (silumin podeutektyczny) i 2017A. Zgrzewanie wykonano z dużą prędkością liniową (powyżej 1 m/min). Proces zgrzewania zmodyfikowano przesuwając linię zgrzewania w kierunku strony natarcia oraz stosując dodatkowe źródło ciepła od strony grani. Badania makrostruktury zgrzeiny wykazały obecność wad mimo zwiększonej plastyczności materiału podczas zgrzewania, w wyniku podwyższenia temperatury. Podczas zgrzewania FSW dochodzi do fragmentacji cząstek w obszarze działania narzędzia. Na podstawie badań SEM i SEM-EDS wykazano różny stopień fragmentacji wydzieleń w stopie AlSi9Mg. Badania wykazały ponadto ograniczoną intensywność mieszania materiału przez narzędzie w strefie nad jądrem zgrzeiny. W tym obszarze wystepują również niewielkich rozmiarów wady, niebędące efektem płynięcia materiału. Z kolei analizy rozkładów twardości na przekroju porzecznym zgrzeiny dowiodły niewielkiego umocnienia stopu odlewniczego. Natomiast stop 2017A, w obszarze jądra zgrzeiny, wykazał niestabilność mikrostruktury (bezposrednio po zgrzewaniu) oraz uległ umocnieniu w wyniku starzenia naturalnego. Starzeniu nie uległ obszar strefy wpływu ciepła.
Słowa kluczowe
Twórcy
autor
  • Institute of Technology, Pedagogical University of Cracow, 2 Podchorążych Str., 30-084 Kraków, Poland
Bibliografia
  • [1] C. Yeni, S. Sayer, O. Ertuğrul, M. Pakdil, Effect of post-weld aging on the mechanical and microstructural properties of friction stir welded aluminum alloy 7075, Archives of Materials Science and Engineering 34(2), 105-109 (2008).
  • [2] A. Kula, L. Blaz, M. Sugamata, Microstructure and mechanical properties of rapidly solidified Al-Fe-Ni-Mg alloys, Materials Science Forum 674, 165-170 (2011).
  • [3] A. Kula, L. Blaz, M. Sugamata, Structural and mechanical features of rapidly solidified Al-2Fe-Ni-5Mg alloy, Solid State Phenomenon 186, 279-282 (2012).
  • [4] E. Fras, E. Olejnik, Interaction between solidification front and alien phase particles, Archives of Metallurgy and Materials 53(3) 695-702 (2008).
  • [5] F. Rui-dong, S. Zeng-qiang, S. Rui-cheng, L. Ying, L. Hui-jie, L. Lei, Improvement of weld temperature distribution and mechanical properties of 7050 aluminum alloy butt joints by submerged friction stir welding, Materials and Design 32, 4825-4831 (2011).
  • [6] K. Mroczka, A. Pietras, Characteristics of dissimilar Friction Stir Welded joints of selected aluminum alloys, Conference proceedings: Joining of Advanced and Specialty Material, Material Science and Technology 2012, Pittsburgh, Pennsylvania USA, 2012 pp 308-315
  • [7] M. St. Węglowski, A. Pietras, Friction Stir Processing - analysis of the process. Archives of Metallurgy and Materials 56(3) 779-788 (2011),
  • [8] M. St. Węglowski, A. Pietras, A. Węglowska, Effect of welding parameters on mechanical and microstructural properties of Al 2024 joints produced by friction stir welding, Journal of Kones Powertrain and Transport 19, 523-532 (2009).
  • [9] H. Uzun, C. D. Donne, A. Argagnotto, T. Ghidini, C. Gabaro, Friction stir welding of dissimilar Al 6013-T4 to X5CrNi18-10 stainless steel, Materials and Design 26, 41-46 (2005),
  • [10] A. Kula, L. Blaz, M. Sugamata, J. Kaneko, Effect of annealing temperature on the structure and mechanical properties of mechanically alloyed AlMg - Nb2O5 and AlMg - ZrSi2 composites, Journal of Microscopy 237, 421-426 (2010).
  • [11] A. Janas, A. Kolbus, E. Olejnik, On the character of matrix-reinforcing particle phase boundaries in MeC and MeB (Me = W, Zr, Ti, Nb, Ta) in situ composites, Archives of Metallurgy and Materials 54(2), 319-327 (2009).
  • [12] P. Kurtyka, N. Ryłko, Structure analysis of the modified cast metal matrix composites by use of the RVE theory, Archives of Metallurgy and Materials 58(2), 357-360 (2013).
  • [13] E. Fraś, A. Janas, P. Kurtyka, S.Wierzbiński, Structure and properties of cast Ni3Al/TiC and Ni3Al/TiB2 composites. PART I. SHSB Method applied in fabrication of composites based on intermetallic phase Ni3Al reinforced with particles of TiC and TiB2. Archives of Metallurgy 48(4), 383-408 (2003).
  • [14] D. Shusheng, Y. Xinqi, L. Guohong, J. Bo, Comparative study on fatigue properties between AA2024-T4 friction stir welds and base material, Materials Science and Engineering A, 435-436, 389-395 (2006).
  • [15] W. Yuan, R. S. Mishra, S. Webb, Y. L. Chen, B. Carlson, D. R. Herling, G. J. Grant, Effect of tool design and process parameters on properties of Al alloy 6016 friction stir spot welds, Journal of Materials Processing Technology 211, 972-977 (2011),
  • [16] M. St. Węglowski, S. Dymek, Microstructural modification of cast aluminium alloy AlSi9Mg via Friction Modified Processing, Archives of Metallurgy and Materials 57, 71-78 (2012).
  • [17] P. Bala Srinivasan, K. S. Arora, W. Dietzel, S. Pandey, M. K. Schaper, Characterisation of microstructure, mechanical properties and corrosion behaviour of an AA2219 friction stir weldment, Journal of Alloys and Compounds 492, 631-637 (2010),
  • [18] A. Wójcicka, Z. Wróbel, The panoramic visualization of metallic materials in macro- and microstructure of surface analysis using Microsoft Image Composite Editor (ICE), Lecture Notes in Computer Science 7339, 358-368 (2012).
  • [19] P. Upadhyay, A. P. Reynolds, Effect of backing plate thermal property on friction stir welding of 25 mm thick AA6061, Conference proceedings: 9th Friction Stir Welding Symposium, Huntsville, Alabama USA, 2012, CD-session 3A
  • [20] J. Adamowski, C. Gambaro, E. Lertora, M. Ponte, M. Szkodo, Analysis of FSW welds made of aluminium alloy AW6082-T6, Archives of Materials Science and Engineering, , 28(8), 453-460 (2007).
  • [21] G. Mrówka-Nowotnik, J. Sieniawski, M. Wierzbińska, Intermetallic phase particles in 6082 aluminium alloy, Archives of Materials Science and Engineering 28(2), pp 69-76 (2007),
  • [22] SigmaScanPro5, User’s Guide, 2004
  • [23] W. W. Bose-Filho, E. R. de Freitas,V. F. da Silva, M. T. Milan, D. Spineli, Al-Si cast alloys under isothermal and thermomechanical fatigue conditions, International Journal of Fatigue 29, 1846-1854 (2007).
  • [24] M. Hajjari, E. Divandari, An investigation on the microstructure and tensile properties of direct squeeze cast and gravity die cast 2024 wrought Al alloy, Materials and Design 29, 1685-1689 (2008).
  • [25] Y. S. Sato, M. Urata, H. Kokawa, K. Ikeda, Hall/Petch relationship in friction stir welds of equal channel angular-pressed aluminium alloys, Materials Science and Engineering, 354, 298-305 (2003).
  • [26] C. Genevois, D. Fabregue, A. Deschamps, W. J. Poole, On the coupling between precipitation and plastic deformation in relation with friction stir welding of AA2024 T3 aluminium alloy, Materials Science and Engineering A 441, 39-48 (2006).
  • [27] K. Mroczka, A. Wójcicka, P. Kurtyka, 2017A aluminum alloy in different heat treatment conditions, Acta Metallurgica Slovaca 18(2-3), 82-91 (2012), [28] B. Rams, A. Pietras, K. Mroczka, Friction Stir Welding made of elements made of cast aluminium alloy, Archives of Metallurgy and Materials 59, 1 (2014), DOI: 10.2478/amm-2014-0064
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-7a45c8db-dd05-4fcc-b512-42c0c1f3fa55
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.