Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of the brushing process on the state of the surface layer of butt joints made of using the FSW method

Bucior Magdalena, Kluz Rafał, Kubit Andrzej, Ochał Kamil

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2020

|

nr 3

30--38

EN

Friction stir welding (FSW) is one of the most modern methods of joining metals and their alloys in a solid state. This method is particularly suitable for joining the materials that are difficult to weld, such as steels and high-strength aluminum, copper and titanium alloys, as well as some nickel, zirconium and copper alloys. It makes it possible to use this method in the production of aviation structures while reducing the labour consumption, cost and weight, while maintaining comparable or higher strength parameters compared to classic methods. However, the face of weld made using the FSW method is often uneven and moreover, the welding process itself introduces tensile stresses in the surface layer, which reduces the fatigue strength of the joints. Brushing is one of the methods of removing the welding burrs. The study investigates the effect of brushing treatment on the selected properties of the surface layer of butt welds of 2024-T3 aluminum alloy. The research was carried out with the use of wire brushes and cutting brushes with ceramic fibers. The analysis of the obtained results showed that brushing with using a wire brush at a feed rate of 70 mm/min (variant 1) introduced the most favorable residual stresses, while brushing with a ceramic brush at a feed rate of 100 mm/min (variant 4) provided the lowest roughness parameters.

PL

Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem FSW (ang. Friction Stir Welding) jest jedną z najnowocześniejszych metod łączenia metali i ich stopów w stanie stałym. Metoda ta jest szczególnie przydatna do łączenia materiałów trudno spawalnych, jak na przykład stale i wysoko wytrzymałe stopy aluminium, miedzi i tytanu, a także niektóre stopy niklu, cyrkonu i miedzi. Daje to możliwość stosowania tej metody przy produkcji struktur lotniczych przy jednoczesnym obniżeniu pracochłonności, kosztów i ich ciężaru, zachowując porównywalne lub wyższe parametry wytrzymałościowe w porównaniu do metod klasycznych. Lico spoiny wykonanej metodą FSW jest jednak często nierówne a ponadto sam proces zgrzewania wprowadza rozciągające naprężenia własne w warstwie wierzchniej, co skutkuje obniżeniem wytrzymałości zmęczeniowej złączy. Jednym ze sposobów usunięcia zadziorów powstałych podczas zgrzewania jest obróbka szczotkowaniem. W pracy przeprowadzono badania wpływu obróbki szczotkowaniem na wybrane właściwości warstwy wierzchniej spoin blach ze stopu aluminium 2024-T3. Badania prowadzono z wykorzystaniem szczotek drucianych oraz szczotek tnących z włóknami ceramicznymi. Analiza uzyskanych wyników wykazała, że szczotkowanie szczotką drucianą przy posuwie 70 mm/min (wariant 1) wprowadza najkorzystniejsze naprężenia własne, natomiast szczotkowanie szczotką ceramiczną firmy Xebec przy posuwie 100 mm/min (wariant 4) powoduje zmniejszenie parametrów chropowatości.

2

Discrete Wavelet Transformation Approach for Surface Defects Detection in Friction Stir Welded Joints

Mishra Akshansh

Fatigue of Aircraft Structures

|

2020

|

Iss. 12

27--35

EN

Friction Stir Welding joint quality depends on input parameters such as tool rotational speed, tool traverse speed, tool tilt angle and an axial force. Surface defects formation occurs when these input parameters are not selected properly. The main objective of the recent paper is to develop Discrete Wavelet Transform algorithm by using Python programming and further subject it to the Friction Stir Welded samples for the identification of various external surface defects present.

3

Mechanical properties of AW-5083 alloy joints welded by hybrid method : FSW and MIG

Dudzik Krzysztof

Journal of KONES

|

2019

|

Vol. 26, No. 4

47--52

EN

The article presents the research results on the mechanical properties of aluminum alloy AW-5083 and its joints welded by hybrid method – traditional MIG and FSW. AW-5083 alloy is the most currently used in shipbuilding industry. Friction Stir Welding (FSW) – a new technology can be successfully used for butt-welding of different types of aluminum alloy sheets. FSW method can be an alternative to traditional arc welding methods i.e. MIG or TIG. Hybrid welding (FSW with MIG or TIG) could be used in cases when joining only by FSW is not possible. Welding parameters used for the connection of the sheets were presented. Metallographic analysis showed the correct construction of structural bonded joints. The research was carried out using a static tensile test in accordance with the requirements of the Standard PN-EN ISO 4136:2013-05. Flat samples cut perpendicular to the direction of rolling were used. The research was conducted at the temperature of +20ºC. The test shows that the mechanical properties of joints made by hybrid method compered to native material were lower. The tensile strength of joint was lower by 20% then native material 5083 while its yield stress was lower only about 6%. The biggest change was observed in case of plastic properties. Elongation of joint was over 50% lower compared to native material. Despite the decrease of mechanical properties, they meets the requirements of classification societies, so the conclusion is that hybrid method (FSW and MIG) of joining AW-5083 can be applied in shipbuilding industry.

4

The Use of a Bobbin Tool in the Friction Stir Welding of Plates Made of Aluminium Alloy EN AW 6082 –T6

Węglowska A.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2018

|

Vol. 62, No. 4

35--43

EN

The article presents test results concerning the friction stir welding of 6 mm thick plates made of aluminium EN AW – 6082. The welding process was performed using a tool consisting of two shoulders and a probe. The tests were concerned with the effect of welding parameters in the process of welding and the quality of joints. Related visual test results enabled the assessment of the effect of a bobbin tool on the formation of a weld, the presence of surface imperfections and the continuity of material in welds (based on metallographic tests). Mechanical properties of the joints were identified in static tensile tests and in hardness measurements. The effect of welding conditions on the welding process and weld formation was determined through measurements of temperature on the weld surface, performed using a thermographic camera, and measurements of force and torque affecting the tool, performed using a LowStir device. The test results revealed that the use of the bobbin tool enabled the obtainment of joints characterised by the compact structure of welds, material continuity, strength and repeatability comparable with those obtained using the conventional tool.

PL

Przedstawiono wyniki badań zgrzewania metodą FSW blach ze stopu aluminium EN AW – 6082 o grubości 6,0 mm z zastosowaniem narzędzia szpulowego, zbudowanego z dwóch wieńców opory oraz trzpienia. Przeprowadzono badania wpływu parametrów zgrzewania na przebieg procesu zgrzewania i jakość połączeń. Na podstawie wyników badań wizualnych oceniono wpływ narzędzia szpulowego na proces formowania zgrzeiny i występowanie niezgodności powierzchniowych oraz ciągłość materiałową w zgrzeinach złączy na podstawie wyników badań metalograficznych. Własności mechaniczne złączy oceniono w statycznej próbie rozciągania i badaniach twardości. Aby określić wpływ warunków zgrzewania na przebieg procesu zgrzewania i formowanie zgrzeiny, prowadzono pomiary temperatury na powierzchni zgrzeiny z zastosowaniem kamery termowizyjnej oraz pomiary sił i momentu obrotowego działających na narzędzie z zastosowaniem przyrządu pomiarowego LowStir. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że z zastosowaniem narzędzia szpulowego możliwe jest uzyskanie złączy charakteryzujących się zwartą strukturą zgrzeiny, ciągłością materiałową oraz wytrzymałością i powtarzalnością porównywalną z wytrzymałością złączy uzyskanych narzędziem konwencjonalnym.

5

Effect of Welding Conditions on the Structure and Properties of Joints Made of Wrought Aluminium Alloys in High-Speed FSW

Miara D., Matusiak J.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2018

|

Vol. 62, No. 5

107--116

EN

The FSW process is primarily used to join elements made of similar materials. Generally, the making of structures involving the use of similar materials require low welding rates. The article presents research results connected with the high-speed FSW of wrought aluminium alloys and the effect of welding conditions on the structure and properties of joints. The welds made within the research-related tests were characterized by high quality and free from any imperfections.

PL

Proces zgrzewania tarciowego FSW w większości przypadków jest stosowany do łączenia elementów wykonanych z materiałów jednoimiennych. Zasadniczo, do tego rodzaju konstrukcji wykorzystuje się również niewielką prędkość zgrzewania. W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące wysokowydajnego zgrzewania metodą FSW stopu aluminium przerabianego plastycznie, a także określono wpływ warunków zgrzewania na strukturę i własności powstałych złączy. Uzyskane rezultaty wskazują, że otrzymane połączenia cechują się wysoką jakością i nie zawierają niezgodności spawalniczych.

6

The possibility of application thermography method for controlling friction stir welding of AW-5083 aluminium alloy sheets

Dudzik K.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 1

121--127

EN

The article presents the research results of thermography method used for monitoring process of friction stir welding of sheets made of AW-5083 aluminium alloy. Nowadays monitoring the temperature is used in many fields of science, including in the diagnosis of machining and joining processes such as turning, grinding, milling, welding, etc. Friction Stir Welding (FSW) – a new technology can be successfully used for butt-welding of different types of aluminium alloy sheets. FSW method can be an alternative to traditional arc welding methods i.e. MIG or TIG. The joining process was carried out on laboratory stand built on the basis of universal milling machine FWA-31. The parameters of joining AW-5083 alloy sheets chosen after optimization of the FSW process were presented. For determining temperature and its distribution in tool-workpieces contact area, noncontact infrared method was chosen. Infrared camera ThermoGear G100 produced by NEC Avio Infrared Technologies Co., Ltd. was used. The camera has two measuring ranges defined: -40-+120°C and 0-500°C. Average value of the temperature between the tool and joined metal sheets was about 380°C in case when correct parameters of welding were chosen. Controlling the temperature allow catch the moment when the material of joined sheets is plasticized (370°C ) which is best to start the linear moving of the tool and the same start of welding. The study can be the basis for the use of thermography method to monitor the process and determine the parameters of the friction stir welding for obtaining a high quality joint.

7

The application of friction stir welding (FSW) of aluminium alloys in shipbuilding and railway industry

Gesella G., Czechowski M.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 2

85--90

EN

The article describes possibilities of application of friction stir welding (FSW) in shipbuilding and railway industry. Actually, in these sectors of industry more and more often modern construction materials are used. The biggest restriction of implementing new materials is technological possibility of joining them. One of construction materials used in the shipbuilding is aluminum, mainly its alloy of 5xxx-aluminium-magnesium series. Its application is justified by good corrosion resistance in seawater and good mechanical attributes. Thanks to susceptibility to plastic treatment, one gains good mechanical attributes with thrice-smaller density than a density of steel, what causes triple reduction of weight of aluminum construction relative to steel one. Alloys of 5xxx series are well weldable. It is generally known that welding is not a good way to joint metals, especially the aluminum. The application of FSW with mixing allows one to change approach to production of aluminum constructions. Using aluminum plates prefabricated with FSW method allows one to reduce time needed for installation of construction and considerably decreases the production costs. The article describes technology and directions of development of friction welding of aluminum alloys of 5xxx series using FSW method. There is also shown analysis of its usefulness in ship and railway industry and comparison of mechanical attributes of weld made with electric arc using MIG (135), TIG (141) method and FSW method.

8

Ultrasonic Tests of FSW Joints

Węglowski M. S., Sikora S.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2017

|

Vol. 61, No. 4

15--23

EN

The article presents ultrasonic test results concerning FSW joints deliberately provided with welding imperfections. The research aimed to determine the usability of ultrasonic tests in controlling the quality of FSW joints made of aluminium alloy 6082. The research-related tests involved the use of an EPOCH 600 defectoscope and a slant transducer. The testing procedure applied in the tests enabled the detection of welding imperfections and, consequently, the quality control of welded joints.

PL

Przedstawiono wyniki badań ultradźwiękowych złącza zgrzewanego metodą FSW ze sztucznie wprowadzonymi niezgodnościami po procesie zgrzewania. Celem badań było określenie możliwości wykorzystania metody ultradźwiękowej do kontroli jakości złączy zgrzewanych metoda FSW ze stopów aluminium 6082. Badania zostały przeprowadzone przy użyciu defektoskopu EPOCH 600 oraz głowicy skośnej. Przeprowadzone badania wykazały, że zastosowana procedura badawcza umożliwia wykrywanie niezgodności zgrzewalniczych. a tym samym pozwala na kontrolowanie jakości samych złączy.

9

Robot-based Friction Stir Welding for E-mobility and General Applications

Richter B.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2017

|

Vol. 61, No. 5

103--110

EN

There is a fast growing market for friction stir welding applications in many industrial areas of transportation where the focus is on light weight. Along with the aviation, railway vehicle and shipbuilding industries, the automotive industry is expecting a high growth rate over the coming years. Based on the advantages of the friction stir welding technology, such as excellent weld quality, high potential for saving and eco-friendly process, the market share for friction stir welding of automotive parts will also greatly increase. Following a general introduction to the friction stir welding process, a presentation of the tooling and expected quality of various types of joints will be given. Using examples from automotive manufacture, the requirements for component design for a variety of friction stir applications will be highlighted. Our process control and documentation system is the basis for the implementation of Industry 4.0 and ensures the required traceability, quality and data transparency. KUKA Industries has the experience and expertise to develop and implement cost-effective complete solutions with high process reliability. The benefits and special features of robot-based friction stir welding will be demonstrated with the aid of design concepts for production systems.

PL

Rynek zastosowań zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny (FSW) intensywnie rośnie w wielu obszarach przemysłu transportowego, w których lekkie konstrukcje odgrywają kluczową rolę. Oprócz przemysłu lotniczego i astronautyki, produkcji pojazdów szynowych i budowy statków, również producenci samochodów spodziewają się wzrostu w najbliższych latach. Dzięki zaletom zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny, takich jak doskonała jakość zgrzewania, potencjał oszczędności i to, że proces jest przyjazny dla środowiska, również udział w rynku technologii zgrzewania tar¬ciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny dla elementów konstruk¬cyjnych pojazdów stale będzie się zwiększał. Po ogólnym wprowadzeniu w tematykę procesu zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny, przedstawione zostaną rodzaje narzędzi oraz oczeki-wana jakość różnych rodzajów połączeń. Na przykładach z przemysłu motoryzacyjnego zostaną przedstawione wymagania odnośnie kształtowania elementów konstrukcyjnych dla różnych wariantów zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny. Nasz system kontro¬li procesu i dokumentacji (PCD) stanowi bazę dla integracji Industrie 4.0 i zapewnia wymaganą kontrolę elementów konstrukcyjnych, a także jakość i przejrzystość danych. KUKA Industries posiada doświadczenie i specjalistyczną wiedzę, niezbędne do rozwoju i realizacji rozwią zań gotowych instalacji, dostępnych i zoptymalizowanych pod względem kosztów. Za pomocą koncepcji projektowych systemów produkcyjnych zostaną przedstawione zalety oraz specyficzne właściwości zrobotyzowanej technologii zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny.

10

Effect of FSW Process Parameters on Properties of Aluminium Joints

Nosal P., Hebda M.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2017

|

Vol. 61, No. 5

117--122

EN

Ever since its development in the 1990s, the friction stir welding method (FSW) has been increasingly popular in various industrial sectors, e.g. in transport, power engineering or electronic industry. In spite of its numerous advantages in comparison with conventional joining methods, the FSW method continues to be intensively investigates to develop appropriate technological parameters and geometry of tools ensuring the obtainment of joints characterised by excellent properties. The process of optimisation is required for each new material. The adjustment of proper FSW process parameters, particularly the tool rate of rotation and the travel rate, enables the obtainment of imperfection-free joints as well as significantly affects process efficiency decreasing its laboriousness and costs. The article addresses issues connected with the optimisation of the FSW process by analysing the effects of changes in the tool travel rate and the rate of rotation on structural and mechanical properties of aluminium joints. The tests involved the use of aluminium alloy grade 6063. The test joints were subjected to visual tests, hardness tests, microstructural examination, static tensile tests etc.

PL

Odkąd pod koniec XX wieku opracowano metodę zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny (z ang. Friction Stir Welding, FSW), znajduje ona coraz szersze zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, m.in. w przemyśle transportowym, energetycznym czy też elektronicznym. Mimo licznych zalet procesu FSW, w porównaniu do konwencjonalnych metod spajania, ciągle prowadzone są intensywne badania mające na celu opracowanie odpowiedniego doboru parametrów technologicznych oraz geometrii stosowanych narzędzi, tak aby uzyskiwać złącza o jak najlepszych właściwościach. Przeprowadzenie procesu optymal izacji wymagane jest każdorazowo dla nowo zgrzewanego materiału. Dostosowanie właściwych parametrów procesu FSW, w których kluczową role odgrywają prędkość obrotowa oraz prędkość posuwu narzędzia, umożliwia nie tylko wykonanie złączy wolnych od wad. ale również w sposób istotny wpływa na efektywność procesu, przez co możliwe jest zmniejszenie pracochłonności i kosztów wytwarzania. Artykuł porusza zagadnienia związane z optymalizacją parametrów procesu zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny. Analizowano wpływ zmiany prędkości posuwu oraz prędkości obrotowej narzędzia na właściwości strukturalne i wytrzymałościowe złączy aluminiowych. Badania przeprowadzono dla stopu gatunku 6063. Wykonane złącza poddano mi.in. badaniom wizualnym, pomiarom twardości, obserwacjom mikrostrukturalnym oraz. statycznej próbie wytrzymałości na rozciąganie.

11

Assessment of Aluminum FSW Joints Using Ultrasonic Testing

Adamus K., Lacki P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 4

2399--2404

EN

The paper concerns aluminum joints made using friction stir welding. Although in the aerospace industry there is a tendency to replace metal components with composites, aluminum continues to be a valuable material. Its share in the aircraft structures is the biggest among all structural metals. Lots of aluminum components are made of sheets and most of them require joining. Friction stir welding is a relatively new joining technology, particularly with regard to the sheets having a thickness of 1 mm or lower. The paper is dedicated to non-destructive testing of such joints using ultrasonic inspection. It was found that ultrasonic testing allows for distinguishing between joints without material discontinuities, joint with material discontinuities at the advancing side and joint with discontinuities extending through the whole width of the stir zone. During research only horizontally aligned defects were taken into account.

12

FEM Simulation of the FSW Process of Heat Exchanger Components

Pikula J., Kwieciński K., Porembski G., Pietras A.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2016

|

Vol. 60, No. 3

23--29

EN

The paper presents results of the FEM simulation of FSW process. The object of the research was a heat exchanger used for cooling of electrical components of propulsion systems. The tests enabled the obtainment of the field of temperature, stresses and displacements during the process and residual stresses and displacements of welded elements after cooling. Knowledge of the thermal conditions of the process, the stress and strain fields were used while designing clamps and pads of a welding stand for the welding of the heat exchanger components.

PL

Przedstawiono wyniki symulacji MES procesu zgrzewania metodą FSW. Obiektem badań był wymiennik ciepła stosowany do chłodzenia elektrycznych elementów układów napędowych. Uzyskano pola temperatury, naprężenia i przemieszczenia w trakcie procesu oraz naprężenia pozostające i odkształcenia po wychłodzeniu zgrzanych elementów. Wiedzę o warunkach cieplnych procesu, naprężeniach i odkształceniach wykorzystano przy opracowywaniu konstrukcji uchwytów i podkładek stanowiska przeznaczonego do zgrzewania elementów chłodnicy.