Relationship between the design of the joint and the residual stress state in diffusion-bonded Al2O3-15 steel joint. FEM analysis.

• Autorzy: Kaliński D. , Pietrzak K. , Chmielewski M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ konstrukcji złącza na stan naprężeń własnych w zgrzewanym dyfuzyjnie połączeniu Al2O3-STAL 15. Analiza MES.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper discusses the effect of constructional aspects of the ceramic-metal joints (modification of the joint shape, the use of compensing interlayers) on the residual stresses state in them. The joint examined was an Al2O3-15 steel joint (flat and edged steel face) equipped with interlayers of "hard" (Mo) nad "soft" (Cu) materials with various thickness. A superposition of these two techniques permitted reducing the residual stress level more than three-fold and gave a more advantageous stress distribution.

PL

W pracy przedstawiono wpływ aspektów konstrukcyjnych złącza ceramika-metal (zmiana kształtu, stosowanie przekładek kompensacyjnych) na stan naprężeń własnych. Prace prowadzono dla zgrzewanych dyfuzyjnie złączy Al2O3-stal 15 (złącza płaskie i złącza ostrzowe) oraz przekładek z materiałów "twardych" (Mo) i "miękkich" (Cu) różnych grubości. Superpozycja tych dwóch rozwiązań pozwoliła na ponad trzykrotne obniżenie poziomu naprężeń własnych i korzystniejszy ich rozkład.

Słowa kluczowe

EN

ceramic-metal joint; interlayer; residual stresses; welded joint; diffusion welding; 15 steel; aluminium oxide; finite element method

PL

połączenie ceramika-metal; przekładka kompensacyjna; naprężenia własne; złącze zgrzewane; zgrzewanie dyfuzyjne; stal 15; tlenek glinu; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 27, nr 1
• Strony: 27--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kaliński D.

• Institute of Electronic Materials Technology, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warsaw. Phone: (+48, 22) 835-30-41, ext. 479

autor

Pietrzak K.

• Institute of Electronic Materials Technology, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warsaw. Phone: (+48, 22) 835-30-41, ext. 479

autor

Chmielewski M.

• Institute of Electronic Materials Technology, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warsaw. Phone: (+48, 22) 835-30-41, ext. 479

Bibliografia

• [1] W. WŁOSIŃSKI, D. GOLAŃSKI: The key issues affecting the strength of bonded ceramic to metal joints. Advances in Manufacturing Science and Technology, 25(2001)4, 21-37.
• [2] W. OLESIŃSKA, D. KALIŃSKI, D. GOLAŃSKI: Opracowanie metody badań nieniszczących do weryfikacji złożonych konstrukcji ceramiczno-metalowych. Raport końcowy, Grant KBN Nr 7T08C 021 17, 2001.
• [3] D. GOLAŃSKI: Wpływ rozkładu temperatury oraz kształtu złącza na stan naprężeń w spajanych kołowosymetrycznych elementach ceramiki korundowej ze stalą. Rozprawa doktorska. Politechnika Warszawska, Warszawa 1994.
• [4] K. FERENC, K. TOMASZEWSKI: Distribution of thermal residual stresses in various types of metal-to-ceramic joints as analysed by FEM. Proc. Conf. Joining Ceramics, Glass and Metal. DGM Informationsgesselschaft Verlag 1989.
• [5] K. SEO, M. KUSUKA, F. NOGATO, Т. TERASAKI, Y. NAKAO, K. SAIDA: Study of thermal stress at ceramic-metal joint. JSME Int. Journal, 33(1990)3.
• [6] Y. ZHOU, F.H. BAO, J.L. REN, Т.Н. NORTH: Interlayer selection and thermal stresses in brazed Si3N4-steel joints. Mat. Science and Technology, 7(1991), 863-868.
• [7] AP. XIAN, Z. YOASI: Interlayer design for joining pressureless sintered siolon ceramics and 40 Cr steel brazing with Ag57Cu38Ti5 filler metal. J. Materials Science, 27(1992), 1560-1566.
• [8] E. LUGSCHEIDER, M. BORETIUS: Active brazing of silicon-carbide and silicon-nitride to steel using a thermal-stress reducing metallic interlayer. Proc. Conf. Joining Ceramics, Glass and Metal. DGM Informationsgesselschaft Verlag 1989.