Analiza zmian w warstwie połączenia płyt Al-Cu spajanych wybuchowo

• Autorzy: Paul H. , Miszczyk M. , Prażmowski M. , Szulc Z.

Warianty tytułu

EN

Analyzis of changes in the interfacial layer of the aluminium/copper plates bonded trough explosive welding process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy analizowano zmiany struktury i tekstury zgrzewanych wybuchowo płyt aluminiowych i miedzianych o czystości technicznej ze szczególnym uwzględnieniem zmian, jakie następują w warstwach położonych w pobliżu strefy połączenia. Przeprowadzono badania z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej, elektronowej mikroskopii skaningowej i analizatora GENESIS oraz systemu pomiaru orientacji lokalnych metodą dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych. Dla zastosowanych parametrów technologicznych procesu spajania obserwowano silne zmiany geometryczne na powierzchni łączonych blach. W najczęściej obserwowanych przypadkach uzyskane połączenie można sklasyfikować jako płaskie lub faliste z fazą pośrednią. W wyniku przetopienia w strefie połączenia obserwowano tworzenie się fazy międzymetalicznej typu CuAln, przy wartości n zawartej w zakresie 1÷2,7. Wskazuje to na zmieniającą się koncentrację Cu w Al w zależności od analizowanego obszaru. Inną charakterystyczną cechą procesu spajania było występowanie silnego rozdrobnienia struktury po obu stronach warstwy fazy międzymetalicznej. Pomimo że proces rozdrobnienia obserwowany jest zarówno w miedzi, jak i w aluminium, to efekt ten wyraźniej występuje w miedzi; w blasze tej wy- stępuje grubsza strefa o ultradrobnym ziarnie.

EN

The changes of microstructure and texture in explosively bonded aluminium and copper sheets of technical purity observed in layers located near the bonding area were analyzed in the study (Fig. 1). The bonding process was investigated with multiscale analyzes using light microscopy and scanning electron microscopy equipped with electron backscattered diffraction facility for the measurements of local orientations. For the applied technological parameters of the bonding process, strong changes in geometry of surfaces of bonded plates have been observed (Fig. 2 and 3). In most observed cases, the bonding may be classified as 'flat' or 'wavy' one with an intermediate phase. As a result of melting in the bonding area, the formation of intermetalic layer phase of CuAln-type, with n= 1÷2.7 was observed (Fig. 4). This indicates changes in Cu and Al concentrations depending on the location of analyzed area, which leads to changes in mechanical properties (Fig. 5 and 6). Other characteristic features of the bonding process were: the strong grain refinement at the both sides of intermetalic layer (more clearly observed in Cu) and strong textural changes along ND in both sheets (Fig. 7÷10).

Słowa kluczowe

PL

spajanie wybuchowe; warstwa pośrednia; faza międzymetaliczna; tekstura; mapy orientacji

EN

explosive bonding; interfacial layer; intermetalic phase; texture; orientation mapping

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 5
• Strony: 1339--1346
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Paul H.

autor

Miszczyk M.

autor

Prażmowski M.

autor

Szulc Z.

• Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN, Kraków,

Bibliografia

• [1] Explosion Welding, Fundamentals of Process. Welding Handbook 3 (1992) 264-277.
• [2] Dyja H., Maranda A., Trębiński R.: Technologie wybuchowe w inżynierii materiałowej. Wydawnictwo Wydziału Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej (2001).
• [3] Crossland B., Williams J. D.: Explosive Welding. Metals Review 15 (1970) 79-100.
• [4] Kahraman N., Gülenç B.: Microstructural and mechanical properties of Cu-Ti plates Bondem through explosive welding process. Journal of Materials Processing Technology 169 (2005) 67-71.
• [5] Li Y., Hashimoto H., Sukedia E., Zhang Y., Zhang Z.: Morphology and structure of various phases at the bonding interface of Al/steel formed by explosive welding. Journal of Electron Microscopy 49 (2000) 5-16.
• [6] Mamalis A. G., Szalay A., Vaxevanidis N. M., Pantelis D. I.: Macroscopis and microscopic phenomena of nickel/titanium ‘shape memory’ bimetallic strips fabricated by explosive cladding and rolling. Mater. Sci. Eng. A188 (1994) 267-275.
• [7] Akbari Mousavi S. A. A., Farhadi Sartangi P.: Experimental investigations of explosive welding of cp-titanium/AISI 304 staintes steel. Materials and Design 30 (2009) 459-468.
• [8] Kahraman N., Gülenç B., Findik F.: Joining of titanium/stainless steel by explosive welding and effect on interface. Journal of Materials Processing Technology 169 (2005) 127-133.
• [9] Fu Y-H., Cui J-G., He J-W.: Interface toughening of Al-Cu laminate composite. Materials Science and Engineering A355 (2003) 1-6.
• [10] Akbari Mousavi S. A. A.. Al-Hassani S. T. S., Atkins A. G.: Bond strength of explosively welded specimens. Materials and Design 29 (2007) 1334- 1352.
• [11] Paul H., Miszczyk M., Prażmowski M.: Wpływ spajania wybuchowego blach z Al i Cu na zmiany w warstwie połączenia. XXIV Międzynarodowe Sympozjum “Metody oceny struktury oraz własności materiałów i wyrobów”, Ostrava 2009, ZN PO nr 332, seria Mechanika z. 95, Opole (2009) 131-140.
• [12] Yang, Y. Wang B., Xiong J.: Amorphous and nanograins in the bonding zone of explosive cladding. J. Mater. Sci. 41 (2006) 3501-3505.