Effect of FSW Process Parameters on Properties of Aluminium Joints

• Autorzy: Nosal P. , Hebda M.

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2017.5/13

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów procesu FSW na właściwości aluminiowych złączy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ever since its development in the 1990s, the friction stir welding method (FSW) has been increasingly popular in various industrial sectors, e.g. in transport, power engineering or electronic industry. In spite of its numerous advantages in comparison with conventional joining methods, the FSW method continues to be intensively investigates to develop appropriate technological parameters and geometry of tools ensuring the obtainment of joints characterised by excellent properties. The process of optimisation is required for each new material. The adjustment of proper FSW process parameters, particularly the tool rate of rotation and the travel rate, enables the obtainment of imperfection-free joints as well as significantly affects process efficiency decreasing its laboriousness and costs. The article addresses issues connected with the optimisation of the FSW process by analysing the effects of changes in the tool travel rate and the rate of rotation on structural and mechanical properties of aluminium joints. The tests involved the use of aluminium alloy grade 6063. The test joints were subjected to visual tests, hardness tests, microstructural examination, static tensile tests etc.

PL

Odkąd pod koniec XX wieku opracowano metodę zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny (z ang. Friction Stir Welding, FSW), znajduje ona coraz szersze zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, m.in. w przemyśle transportowym, energetycznym czy też elektronicznym. Mimo licznych zalet procesu FSW, w porównaniu do konwencjonalnych metod spajania, ciągle prowadzone są intensywne badania mające na celu opracowanie odpowiedniego doboru parametrów technologicznych oraz geometrii stosowanych narzędzi, tak aby uzyskiwać złącza o jak najlepszych właściwościach. Przeprowadzenie procesu optymal izacji wymagane jest każdorazowo dla nowo zgrzewanego materiału. Dostosowanie właściwych parametrów procesu FSW, w których kluczową role odgrywają prędkość obrotowa oraz prędkość posuwu narzędzia, umożliwia nie tylko wykonanie złączy wolnych od wad. ale również w sposób istotny wpływa na efektywność procesu, przez co możliwe jest zmniejszenie pracochłonności i kosztów wytwarzania. Artykuł porusza zagadnienia związane z optymalizacją parametrów procesu zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny. Analizowano wpływ zmiany prędkości posuwu oraz prędkości obrotowej narzędzia na właściwości strukturalne i wytrzymałościowe złączy aluminiowych. Badania przeprowadzono dla stopu gatunku 6063. Wykonane złącza poddano mi.in. badaniom wizualnym, pomiarom twardości, obserwacjom mikrostrukturalnym oraz. statycznej próbie wytrzymałości na rozciąganie.

Słowa kluczowe

EN

Friction Stir Welding; FSW; aluminium alloys; FSW process parameters; FSW process optimalisation

PL

FSW; stopy aluminium; parametry procesu FSW; optymalizacja

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 61, No. 5
• Strony: 117--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Nosal P.

• Tadeusz Kościuszko Cracow University of Technology; Institute of Applied Mechanics

autor

Hebda M.

• Tadeusz Kościuszko Cracow University of Technology; Institute of Materials Engineering

Bibliografia

• [1] Thomas W.M., Nicholas E.D., Needham J.C., Murch M.G., Temple-Smith P., Dawes C.J.: Improvements relating to friction stir welding. US Patent No 5460317, 1999
• [2] Lohwasser D., Chen Z.: Friction Stir Welding. From basics to applications. Section I. Cambridge 2010, pp. 1-11 http://dx.doi.org/10.1533/9781845697716
• [3] Pietras A., Rams B., Węglowska A.: Zgrzewanie Tarciowe Metodą FSW Stopów Aluminium Serii 6000. Komisja Budowy Maszyn PAN, Oddział w Poznaniu, Poznań, 2007
• [4] Lacki P., Kucharczyk Z., Śliwa R.E., Gałaczyński T.: Wpływ wybranych parametrów procesu zgrzewania tarciowego z przemieszaniem na pole temperatury. Rudy Metale, 2012, r. 57, no. 8
• [5] Czechowski M.: Właściwości złączy stopu AW 5083 spawanych metodą MIG i zgrzewanych tarciowo metodą FSW. Akademia Morska w Gdyni
• [6] Pietras A., Bogucki R.: Charakterystyka zgrzewania tarciowego elementów konstrukcji metalowych. Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe (21), 2005, no. 1
• [7] Ambroziak A., Korzeniowski M., Winnicki M.: Ocena właściwości mechanicznych zgrzewanych tarciowo złączy stop aluminium EN AW 5754 – stal austenityczna. Przegląd Spawalnictwa, 2010, no. 8
• [8] Kudła K., Wojsyk K., Adamus K.: Własności złączy zgrzewanych punktowo metodą zgrzewania tarciowego z przemieszaniem FSSW i RFSSW. Obróbka Plastyczna Metali, 2013, vol. XXIV, no. 3
• [9] Mroczka K.: Characteristic of Al-Si9Mg/2017A Aluminum alloys Friction Stir Welded with offset welding line and rootside heating. Archives of metallurgy and materials, 2014, vol. 59, no. 4 http://dx.doi.org/10.2478/amm-2014-0221
• [10] Rams B., Pietras A., Mroczka K.: Friction stir welding of elements made of cast aluminium alloys. Archives of metallurgy and materials, 2014, vol. 59, no. 1, pp. 385-392 http://dx.doi.org/10.2478/amm-2014-0064
• [11] Jannet S., Mathews P.K., Raja R.: Comparative investigation of friction stir welding and fusion welding of 6061 T6 – 5083 O aluminum alloy based on mechanical properties and microstructure. Bulletin of the Polish Academy of Sciences, 2014, vol. 62, no. 4 http://dx.doi.org/10.2478/bpasts-2014-0086
• [12] Yu Z., Choo H., Zhang W., Feng Z., Vogel S.: Influence of Friction-Stir-Welding Parameters on Texture and Mechanical Behavior. Springer New York 2011
• [13] Kocańda D., Górka A.: Nowe technologie łączenia tarciowego metali. Biuletyn WAT vol. LIX, no. 2, 2010

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

PL

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 92-97.