Weldability investigations of AlCuMg alloys for extrusion welding

• Autorzy: Leśniak D.

Warianty tytułu

PL

Badania zgrzewalności stopów AlCuMg przeznaczonych do wyciskania na matrycach mostkowych-komorowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The extrusion of hollow shapes from high strength aluminum alloys with the use of porthole dies encounters, in practice, great difficulties, mainly due to the poor weldability of these materials and the high forces needed to conduct the process. In the work, an original method and a special device are presented, which enable to determine the welding conditions of hard deformable aluminum alloys. The main advantage of the proposed method is that it simulates the conditions occurring in the welding chamber of the porthole dies. The weldability tests were performed for the 2024 alloy with extreme contents of Cu and Mg, in a wide range of welding temperatures and pressures. The microstructure and the seam welds' strength were also examined. The welding conditions for 2024 alloy, which allowed for obtaining high-quality seam welds were determined. The parameter describing the ability to weld was defined as the stress necessary for the welding to the yield stress ratio (ow/k) and was determined for the analyzed alloys. The obtained welding stress values will be the basis for the porthole die design.

PL

Wyciskanie kształtowników pustych z wysokowytrzymałych stopów aluminium z wykorzystaniem matryc mostkowych-komorowych napotyka w praktyce na poważne trudności, wynikające głównie ze słabej zgrzewalności tych materiałów i wysokich sił potrzebnych do przeprowadzenia procesu. W pracy przedstawiono oryginalną metodę i urządzenie, które umożliwiają określenie warunków zgrzewania trudno odkształcalnych stopów aluminium. Główną zaletą proponowanej metody jest to, że pozwala na odzwierciedlenie warunków zgrzewania, jakie panują w komorze zgrzewania matrycy mostkowej-komorowej. Próby zgrzewalności przeprowadzono dla stopu 2024 z graniczną zawartością Cu i Mg, w szerokim zakresie temperatur i nacisków jednostkowych zgrzewania. Badano strukturę i wytrzymałość zgrzewów. Określono warunki zgrzewania stopu 2024, które pozwoliły na otrzymanie wysokiej jakości połączenia. Zdefiniowano parametr opisujący zdolność do zgrzewania jako stosunek minimalnego naprężenia zgrzewającego (koniecznego do zgrzania) do naprężenia uplastyczniającego (ow/k) i wyznaczono jego wartość dla analizowanych stopów. Uzyskane wartości naprężenia zgrzewającego będą podstawą do projektowania matryc mostkowych-komorowych.

Słowa kluczowe

EN

weldability; AlCuMg alloys; extrusion; porthole dies

PL

zgrzewanie; stopy AlCuMg; wyciskanie; matryca; matryce mostkowo-komorowe

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 1
• Strony: 7--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Leśniak D.

• Faculty of Nonforrous Metals, AGH University of Science and Technology, 30-059 Kraków, 30 Mickiewicza AV., Poland

Bibliografia

• [1] R. F. Tylecote, The solid phase welding of metals, Edward Arnold Publishers Ltd., London, 1968.
• [2] L. Kowalczyk, Łączenie metali w stanie stałym w procesach obróbki plastycznej, Warszawa, 1988.
• [3] J. Zasadziński, W. Libura, J. Richert, Prędkość wypływu trudnoodkształcalnych stopów Al podczas wyciskania w temperaturach bliskich temperatury topnienia, Rudy Metale 50, 12, 686-689 (2005).
• [4] D. Leśniak, M. Bronicki, A. Woźnicki, High-temperature homogenization of AlCuMg alloys for extrusion in T5 temper. Archives of Metallurgy and Materials 55, 2, 499-513 (2010).
• [5] J. Wantuchowski, J. Zasadziński, J. Richert, Badania nad zastosowaniem matryc mostkowych w praktyce wyciskania na gorąco aluminium i jego stopów, Zeszyty Naukowe AGH, z. 59, 259-274 (1974).
• [6] J. Zasadziński, J. Richert, W. Misiołek, Weld Quality in Extruded Aluminum Hollow Section, Light Metal Age 51, 4, 8-13 (1993).
• [7] R. Akeret, Properties of pressure welds in extruded aluminum alloy sections, Journal of the Institute of Metals 100, 202-207 (1972).
• [8] Szczegoliewatych i in.: Isljedowanije wlijania dawljenja na procznost szwow, połuczennych priessowoj swarkoj, Cwietnyje Mietałły, nr 11, 66-71, 1970.
• [9] Patent USA, Welding of Aluminium and Magnesium Alloy, nr 40787, 1978.
• [10] J. Zasadziński, J. Richert, W. Libura, M. Galanty, D. Leśniak, A. Rękas, Dobór warunków zgrzewania trudno odkształcalnych stopów aluminium przeznaczonych do wyciskania kształtowników na matrycach mostkowo-komorowych, Rudy i Metale 54, 3, 148-152 (2009).
• [11] J. Richert, J. Zasadziński, W. Libura, M. Galanty, D. Leśniak, A. Rękas, Method and the device for weldability testing of metals and alloys, preferably aluminum alloys intended for extrusion on the porthole dies, Polish Patent nr P-390 383, 2010.