Wytwarzanie prętów do produkcji elektrod do zgrzewania punktowego za pomocą wyciskania metodą KOBO

• Autorzy: Heyduk F. , Ziółkiewicz S. , Bochniak W. , Korbel A.

Warianty tytułu

EN

Manufacturing rods for production of spot welding electrodes using the KOBO extrusion method

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Zgrzewanie punktowe jest najpopularniejszą metodą łączenia blach, szczególnie w przemyśle motoryzacyjnym i kolejowym. W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań wytwarzania prętów, będących półwyrobem elektrod przeznaczonych do zgrzewania punktowego. Do badań wykorzystano pręty o średnicy 40 mm ze stopu miedzi Cu-Cr-Zr, które poddano przesycaniu przy dwóch wariantach temperatur: 900°C i 1030°C, a następnie wyciskano na zimno metodą KOBO i starzono. Wyciskanie metodą KOBO prowadzono przy dwóch wartościach siły wyciskania: 400 i 650 kN. W badaniach wykazano, że po tak przeprowadzonym procesie nastąpił wzrost twardości próbek, dochodzący do 10% przy wyciskaniu z siłą 650 kN w stosunku do materiału wyjściowego. W obu przypadkach próbek wyciskanych metodą KOBO obserwuje się ultra drobne ziarna w warstwie przypowierzchniowej na grubości ok. 200 μm, niezależnie od przyjętej siły wyciskania. Półwyroby po procesie KOBO i starzeniu mają inną strukturę przy powierzchni, w porównani do struktury rdzenia, niezależnie od wielkości siły wyciskania. Widać również układ pofalowanych pasm będących efektem płynięcia metalu w procesie wyciskania KOBO. W obu przypadkach próbek wyciskanych metodą KOBO i starzonych obserwuje się równomierne rozmieszczenie wydzieleń dyspersyjnych na tle rozdrobnionej struktury, przy czym rozdrobnienie jest większe dla próbki wyciskanej z większą siłą (650 kN). Uzyskane wyniki stanowią bazę umożliwiającą podjęcie w Instytucie Obróbki Plastycznej dalszych badań nad kształtowaniem plastycznym elektrod o wysokiej twardości, co pozwoli na zmniejszenie stopnia odpadu w stosunku do technologii obróbki skrawania o ok. 30%.

EN

Spot welding is the most popular method of joining sheets, particularly in the motorization and railway industries. This article presents the results of preliminary research on manufacturing rods as components used in the production of electrodes intended for spot welding. Rods with a diameter of 40 mm made of Cu-Cr-Zr copper alloy, hyperquenched at two different temperatures: 900°C and 1030°C, cold-extruded using the KOBO method and aged, were used in tests. KOBO extrusion was performed using two different extrusion force values: 400 and 650 kN. Tests prove that the hardness of specimens increased after this process, by up to 10% at extrusion with 650 kN of force compared to the starting material. In both cases of specimens extruded using the KOBO method, ultra-fine grains are observed in the near-surface layer over a thickness of approx. 200 μm, regardless of the accepted extrusion force. Semi-finished products after the KOBO process and ageing have a different structure near the surface than in the core, regardless of the extrusion force value. A wavy arrangement of bands can also be seen, the effect of metal flow during the KOBO extrusion process. In both cases of specimens extruded using the KOBO method and aged, uniform distribution of dispersive precipitates is observed on the background of the refined structure, where refinement is greater in the specimen extruded with greater force (650 kN). Obtained results constitute the foundations making it possible to undertake further research of plastic forming of electrodes of high hardness at the Metal Forming Institute, enabling reduction of waste by 30% compared to machining technology.

Słowa kluczowe

PL

wyciskanie KOBO; Cu; Cr; Zr; zgrzewanie oporowe; elektrody

EN

KOBO extrusion; Cu; Cr; Zr; resistance spot welding; electrode

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 26, nr 4
• Strony: 325--334
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Heyduk F.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Ziółkiewicz S.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Bochniak W.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Korbel A.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Raoelison, R.N. 2014. “Modeling and numerical simulation of the resistance spot welding of zinc coated steel sheets using rounded tip electrode: Analysis of required conditions.” Applied Mathematical Modelling 38: 2505–2521.
• [2] Pereira, A.M. 2010. “Effect of process parameters on the strength of resistance spot welds in 6082-T6 aluminium alloy.” Materials and Design 31: 2454–2463.
• [3] Xia, Chengdong. 2012. “High strength and high electrical conductivity Cu–Cr system alloys manufactured by hot rolling–quenching process and thermomechanical treatments.” Materials Science and Engineering A 538: 295–301.
• [4] Vinogradov, A. 2002. “Structure and properties of ultra-fine grain Cu–Cr–Zr alloy produced by equalchannel angular pressing.” Acta Materialia 50: 1639–1651.
• [5] Korbel, Andrzej, Bochniak, Włodzimierz. 1995. Method of extrusion of materials. Poland, Patent no. 168018.
• [6] Bochniak, Włodzimierz. 2013. „Wyciskanie metali i stopow metodą KOBO.” Obróbka Plastyczna Metali XXIV (2): 83–97.
• [7] Ziołkiewicz, Stanisław. 2012. „Wpływ obrobki KOBO na właściwości plastyczne stopu magnezu AM60.” Obróbka Plastyczna Metali XXIII (3): 149–158.