Struktura i właściwości połączeń kształtowników stopu 2017A spajanych metodą zgrzewania tarciowego FSW

• Autorzy: Mroczka K. , Pietras A. , Dutkiewicz J.

Warianty tytułu

EN

The structure and properties of friction stir welded 2017A aluminum alloy extruded section

• Konferencja: Krajowa Konferencja ,,Nowe Materiały - Nowe Technologie w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym" (III; 28.05 - 01.06.2006; Międzyzdroje, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przestawiono wyniki badań strukturalnych oraz mikrotwardości połączeń kształtowników stopu 2017A wykonanych metodą zgrzewania tarciowego, zwną też Friction Stir Welding. Materiał zgrzewany był w formie płaskich kształtowników (blach) wykonanych metodą wyciskania. Przedmiotem badań była ocena mikrostruktury złącz zgrzewanych przy wykorzystaniu mikroskopii świetlnej i elektronowej transmisyjnej. Wykonano również badania mikrotwardości wybranych miejsc połączenia. Badania strukturalne (mikroskopia świetlna) wykazały rozdrobnienie wydzieleń w obszarze złącza, kierunkowość w ich ułożeniu (zgodną z ruchem trzpienia) oraz pasma makroskopowo rozróżnialne, które powstały w wyniku bardzo dużego rozdrobnienia ziarna. Badania z wykorzystaniem TEM pozwoliły stwierdzić większą gęstość wydzieleń w obrębie zgrzeiny, którymi są głównie fazy na osnowie związków międzymetaliczne 0’ (CuAl2) oraz Al3Fe zawierających również Mn, Si i Cu. Ziarna są równoosiowe o wielkości ok. 5žm. Ponadto obserwuje sie znaczną gęstość dyslokacji, w tym dużą ilość pętli dyslokacyjnych i dyslokacji o kształcie linii śrubowej powstałej z reakcji dyslokacji śrubowych i defektów punktowych. Świadczy to o generacji znacznej ilości defektów punktowych w trakcie procesu zgrzewania tarciowego. Badania właściwości mechanicznych w zakresie mikrotwardości wskazują na niewielkie zróżnicowanie twardości w obrębie połączenia i na ogólnie większą twardość w stosunku do materiału rodzimego w stanie wyciskanym.

EN

The structure and properties of joints of 2017A extruded alloy sheet welded using friction stir welding method were examined. The optical, electron microscopy, Vickers microhardness and tensile strength properties were investigated. The refinement of particles and theirs distribution in welded joints was observed. Near the bottom of joints (under pin-tool working place) a structure band consists of very small grains. The studies using TEM indicated that within the joint higher density of fine particles was observed. The particles were in most cases 0’ (Al2Cu) and Al3Fe base compounds containing also Mn, Si i Cu. Within the welds nugget equiaxial subgrains of size close to 5 žm were observed. Near the nugget one can see places of higher density of dislocations, in form of dislocation loops and screw line defects which were formed by interaction between screw dislocations and point defects. It indicates that a high amount of point defects are formed during welding process within this area of joint. The results of hardness and strength examinations indicate that the material being after extrusion in a soft state hardens after welding, and the joint is stronger than original material. It can be attributed to the grain refinement and supersaturation of solid solution.

Słowa kluczowe

PL

połączenia kształtowników stopu 2017A; metoda zgrzewania tarciowego FSW

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 27, nr 3
• Strony: 213--216
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mroczka K.

autor

Pietras A.

autor

Dutkiewicz J.

• Akademia Pedagogiczna w Krakowie, Instytut Techniki,

Bibliografia

• [1] A. Pietras, Możliwości zastosowania metody FSW, Mat. Seminaryjne, Instytut Spawalnictwa w Gliwicach, październik 2004
• [2] J. Kusiński, Lasery i ich zastosowanie w inżynierii materiałowj, Wyd. Akapit, Kraków 2000
• [3] A. Fujiwara, S. Sasabe, Welded joint strength of thin aluminium structures, Welding International 2002 16 (11) 851-859
• [4] M. Kumagai, Recent technological developments in welding of aluminium and its alloys, Welding International 2003 17 (3) 173- 181
• [5] W. Thomas, D. Nicholas, D. Staines, PJ Tubby, MF Gittos, (tłum. Barbara Dobaj-Tumidajewicz) Zastosowanie metody FSW do łączenia blach na zakładkę. Własności złączy., Mat. Seminaryjne, Instytut Spawalnictwa w Gliwicach, październik 2004
• [6] W.M. Thomas, E.D. Nicholas, J.C. Need am, M.G Curch, P. Templesmith, and CJ. Dawes, International Patent Application No.PCt/GB92/02203 and GB Patent Application No. 9125978.8,1991
• [7] K.V. Jata, Mater Sci Forum 331-337 (2000) 1701
• [8] J. Dutkiewicz, K. Mroczka, A. Pietras, Mcrostructure of friction stir welded 7075 aluminum alloy sheets, mat. kon. International Conference ALUMINIUM 2005, Kliczków 12-14 October 2005
• [9] Materiały uzyskane z The Welding Institute, Cambridge, 2004
• [10] A. Pietras, L. Zadroga, Rozwój metody zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny (FSW) i możliwości jej zastosowania, Biluletyn Instytutu Spawalnictwa Nr 5/2003
• [11] G Oertelt, Babu S.S., David S.A., Kenik E.A., Effect of Thermal Cycling on Friction Stir Welding Stir Welds of 2195 Aluminium Alloy, Welding Journal, March 2001
• [12] L. Lityńska, R. Braun, G Stanek, C. Dalle Donne, J. Dutkiewicz, TEM study of the microstructure evolution in a friction stirwelded AlCuMgAg, Materials Chemistry and Physics 81 (2003) 293-295