Zastosowanie technologii FSW w strukturach aluminiowych

• Autorzy: Lacki P. , Derlatka A.

Warianty tytułu

EN

The application of FSW technology in aluminum structures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono zastosowanie technologii zgrzewania tarciowego z mieszaniem do budowy aluminiowych struktur lotniczych. Przedstawiono sposób badania złączy FSW w celu określenia wytrzymałości na rozciąganie. Dokonano oceny mikrostruktury złącza. W celu określenia obciążeń działających na złącze FSW przeprowadzono obliczenia numeryczne. W pracy podano wyniki analizy numerycznej fragmentu struktury aluminiowej stosowanej w konstrukcjach lotniczych. Analizę numeryczną przeprowadzono dla dwóch kategorii struktur, różniących się geometrią. Pierwsza analizowana struktura zbudowana jest z arkusza blachy, ramek, podłużnic i podpórek. Druga analizowana struktura składa się z blachy, podłużnic i podpórek. W każdej kategorii analizowanych struktur rozważano model powierzchniowy i objętościowy. Oceniano przemieszczenia oraz naprężenia w warunkach obciążenia ciśnieniem działającym prostopadle do powierzchni blachy.

EN

The paper discusses the application of friction stir welding technology for the construction of aluminum aircraft structures. The method of testing FSW welds to determine their tensile strength is presented. An assessment of the weld microstructure was conducted. To determine the loads acting on the FSW weld, numerical calculations were carried out. This paper presents the results of numerical analysis of a part of the aluminum structure used in aircraft construction. Numerical analysis was carried out for two categories of structures with different geometry. The first analyzed structure is made of sheet metal, frames, stringers and supports. The second analyzed structure consists of sheet metal, stringers and supports. Within each of the analyzed structures, surface and volume models were considered. Displacement and stress were evaluated in conditions of pressure load acting perpendicularly to the sheet surface.

Słowa kluczowe

PL

zgrzewanie tarciowe z mieszaniem; struktury lotnicze; obliczenia numeryczne MES; aluminium; mikrostruktura

EN

friction stir welding; aircraft structure; FEM numerical calculations; aluminum; microstructure

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 24, nr 3
• Strony: 205--218
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lacki P.

• Politechnika Częstochowska, Częstochowa

autor

Derlatka A.

• Politechnika Częstochowska, Częstochowa

Bibliografia

• [1] Kaczmarek Ł., Kula P., Armand S., Castro T., Kruszczyński P., Rochel A., New possibilities of applications aluminum alloys in transport, Metalurgy and Materials 54 (2009), s. 1199-1205.
• [2] Nitkiewicz Z., Gwoździk M., Gajda M., Wojsyk K., Charakterystyka mikrostruktury oraz właściwości złącza stopu AlMg2 z tytanem, Inżynieria Materiałowa 6 (178) rok XXXI listopad-grudzień 2010, s. 1418-1421.
• [3] Kudła K., Wojsyk K., Lacki P., Śliwa R., The friction welding of alloys of titanium with aluminium, Inżynieria Materiałowa 5 (2009), s. 306-309.
• [4] Krasnowski K., Sedek P., Łomozik M., Pietras A., Impact of selected FSW process parameters on mechanical properties of 6082-t6 aluminium alloy butt joints, Metallurgy and materials 56 (2011), s. 965-973.
• [5] Simmons M.C., Schleyer G.K., Pulse pressure loading of aircraft structural panels, Thin-Walled Structures 44 (2006), s. 496-506.
• [6] Zerbst U., Heinimann M., Dalle Donne C., Steglich D., Fracture and damage mechanics modelling of thin-walled structures – An overview, Engineering Fracture Mechanics 76 (2009), s. 5-43.
• [7] Lacki P., Kucharczyk Z., Śliwa R.E., Gałczyński T., Influence of selected parameters of friction stir welding pro-cess on the temperture, Rudy Metale R57 2012 nr 8, s. 524-531.
• [8] Rai R., De A., Bhadeshia H.D.D. H., DebRoy T., Review: friction stir welding tools, Science and Technology of Welding and Joining 4 (2011), s. 325-342.
• [9] Miara D., Pietras A., Bogucki R., Właściwości i budowa strukturalna różnego typu złączy wykonanych metodą FSW, Biuletyn Instytutu Spawalnictwa 5/2008, s. 166-170.
• [10] Mishra R.S., Ma Z.Y., Friction stir welding and processing, Materials Science and Engineering 50 (2005), s. 1–78.
• [11] David S.A., Feng Z., Friction Stir Welding of Advanced Materials: Challenges, Metals and Ceramics Division Oak Ridge, TN., Austria, 2004.
• [12] Kudła K., Wojsyk K., Welding energy and heat input in welding process, Przegląd Spawalnictwa 12 (2010), s. 21-25.
• [13] Kudła K., Wojsyk K., Ocena ilości ciepła wprowadzanego w procesach spawania łukowego elektrodą topliwą w osłonie gazów ochronnych, Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach 5 (2010), s. 121-126.
• [14] He Z., Peng Y., Yin Z., Lei X., Comparison of FSW and TIG welded joints in Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloy plates, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 21 (2011), s. 1685-1691.
• [15] Hamilton C., Dymek S., Blicharski M., Mechanical properties of al 6101-t6 welds by friction stir welding and metal inert gas welding, Metallurgy and Materials 52 (2007), s. 67-72.
• [16] Squillac A., De Fenzo A., Giorleo G., Bellucci F., A comparison between FSW and TIG welding techniques: modifications of microstructure and pitting corrosion resistance in AA 2024-T3 butt joints, Journal of Materials Processing Technology 152 (2004),s. 97–105.
• [17] Specification for Friction Stir Welding of Aluminum Alloys for Aerospace Applications, American National Standards Institute, 2009.