Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

CO2 laser spot welding of thin sheets AISI 321 austenitic stainless steel

Shehab A. A., Nawi S. A., Al-Rubaiy A. AAG, Hammoudi Z., Hafedh S. A., Abass M. H., Alali M. S., Ali S. D.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2020

|

Vol. 106, nr 2

68--77

EN

Purpose: The present work aims to investigate the influence of CO2 laser spot welding (LSW) parameters on welding profile and mechanical properties of lap joint of AISI 321 thin sheet metals, and analyze the welding profile numerically by finite element (FE) method. Design/methodology/approach: The weld carried out using 150 W CO2 continues wave laser system. The impact of exposure time and laser power on the welding profile was investigated using an optical microscope. Microhardness and tensile strength tests were used to evaluate the mechanical properties of the joint. Ansys software was utilized to simulate the welding profile numerically. Findings: The results revealed that 2 s exposure time and 50 W power have led to uniform welding profile and highest shear force (340 N), lower hardness gradient across the heat affected zone (HAZ) and fusion zone (FZ). Finite element (FE) analysis of the welding profile showed good agreement with experimental analysis. Research limitations/implications: The selection of laser spot welding parameters for thin sheet metal was critical due to the probability of metal vaporisation with extra heat input during welding. Practical implications: Laser welding of AISI 321 steel is used in multiple industrial sectors such as power plants, petroleum refinement stations, pharmaceutical industry, and households. Thus, selecting the best welding parameters ensures high-quality joint. Originality/value: The use of CO2 laser in continuous wave (CW) mode instead of pulse mode for spot welding of thin sheet metal of AISI 321 austenitic stainless steel consider a real challenge because of the difficulty of control the heat input via proper selection of the welding parameters in order to not burn the processed target. Besides, the maintenance is easier and operation cost is lower in continuous CO2 than pulse mode.

2

Metodyka oceny tłoczności wysokowytrzymałych blach cienkich

Hyrcza-Michalska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 8

310--312

PL

Kwalifikacja materiałów wsadowych do procesów tłoczenia ciągle stanowi problem wytwórców pojazdów. Do wytwarzania wytłoczek poszyciowych czy konstrukcji podwozia stosowane są blachy cienkie ze stali i stopów metali o coraz bardziej podwyższonej wytrzymałości. Właściwości plastyczne wymagane do ich skutecznego przetwarzania na drodze tłoczenia stają się mocno ograniczone i trudne do rozpoznania w oparciu o standardowe atesty właściwości mechanicznych dostarczane wraz z wsadami oraz analizę wytopową składu chemicznego. Zatem potrzeba właściwej oceny tłoczności oraz technologicznej podatności wsadów ze stali i stopów wysokowytrzymałych stała się motywacją dla podjęcia cyklu badań dla opracowania wytycznych i zweryfikowania zaleceń metodycznych dla oceny ich tłoczności. W artykule przedstawiono wyniki oceny tłoczności dla blach cienkich ze stali DP 600 i stopu typu INCONEL 625. W oparciu o doświadczenia dla tych reprezentantów wysokowytrzymałych wsadów, sformułowano wytyczne postępowania dla oceny ich tłoczności. O wskazane w tych wytycznych badania należy rozszerzyć wstępną kwalifikację materiałów wsadowych do tłoczenia w przypadku jakichkolwiek problemów technologicznych występujących przy ich przetwarzaniu. Także na etapie prac projektowych proponowane badania należy uwzględnić w zestawie danych definiujących właściwości wsadów w modelu materiałowym. W pracy usystematyzowano podstawowe próby oceny tłoczności z uwagi na kryterium symulowanego stanu mechanicznego i ich przydatności dla oceny cech wysokowytrzymałych wsadów. Ustalono, że dla kompleksowego zdefiniowania podatności technologicznej nie wystarczy sporządzić graniczną krzywą tłoczenia (GKT) badanej blachy. Należy dodatkowo precyzyjnie rozpoznać zespół stanów mechanicznych występujących w kolejnych operacjach tłoczenia wybranej wytłoczki na drodze symulacji numerycznej np. metodą elementów skończonych i odnieść rejestrowane wartości odkształceń lokalnych do właściwości blachy wsadowej reprezentowanych przez jej GKT. Przykładową procedurę postępowania zgodnego z prezentowaną metodyką oceny tłoczności wsadów wysokowytrzymałych przedstawiono dla wytłoczki pokrywy.

EN

Qualification of feedstock for forming processes is still a problem for vehicle manufacturers. For the manufacture of car body or chassis construction, thin sheet steel and metal alloys of increasingly higher strength are used. The plastic properties required for their efficient processing by stamping are becoming very limited and difficult to diagnose and also to evaluate based on standard mechanical properties and the chemical composition analysis delivered with the feedstock. The need for proper assessment of the drawability and technological susceptibility of high strength steel and high strength alloys has become a motivation for a series of studies to develop guidelines and to validate methodological recommendations for the assessment of their drawability. The article presents the results of the drawability evaluation for thin sheets of DP600 and INCONEL 625. Based on the experience of these highstrength representatives, guidelines have been formulated to assess their drawability. The studies indicated in these guidelines should extend the initial qualification of pressing materials in the event of any technological problems encountered in their processing and, in the design phase, include in the data set defining the properties of the feedstock in the material model. In the work, the basic methods of drawability estimation due to the simulated mechanical condition and their usefulness for the assessment of the characteristics of high-strength feedstock’s were systematized. It has been established that for the comprehensive definition of technological susceptibility, it is not enough to appoint the forming limit curve (FLC) of the test sheet. It is necessary to further precisely recognize the set of mechanical states occurring in subsequent embossing operations of the selected drawpiece by numerical simulation, eg using finite element method, and relate the measured values of the local strains to the properties of the charge sheet metals represented by its FLC. An example of a procedure in accordance with the presented methodology for drawability assessment of the high-strength charge is presented for the cover drawpiece.

3

Badania odkształcalności blach cienkich ze stali i stopów wysokowytrzymałych

Hyrcza-Michalska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 3

105--111

PL

Stale i stopy wysokowytrzymałe stanowią coraz bardziej znaczący procent materiałów stosowanych do wytwarzania pojazdów. Materiały te są stosowane w różnej postaci, począwszy od półwyrobów odlewanych poprzez kute, walcowane, wyciskane, ciągnione oraz przetwarzane metodami tłoczenia. Badania nad podatnością do przetwarzania, a tym samym nad oceną odkształcalności stali i stopów wysokowytrzymałych w postaci blach cienkich, stanowią niezbędny element w procesie wdrażania nowych, innowacyjnych materiałów wsadowych do produkcji i efektywnego wytwarzania. W pracy przedstawiono wyniki badań nad podatnością do tłoczenia wybranych stali i stopów wysokowytrzymałych. Badania odkształcalności oparto o wyznaczenie granicznych krzywych tłoczenia wspomaganych komputerowo. W badaniach tłoczności wykorzystano cyfrowy analizator odkształceń AutoGrid, a do projektowania procesów przetwarzania blach cienkich oprogramowanie Eta/Dynaform. W pracy zawarto wyniki projektowania procesu wytwarzania metodą tłoczenia elementu pokrywy w komorze silnika opracowane w oparciu o badania odkształcalności.

EN

High strength steels and alloys are an increasingly significant percentage of materials used in the manufacture of vehicles. Research on susceptibility to process and thus the evaluation of formability of steel and high strength alloy in the form of sheets is an indispensable element in the implementation of new, innovative charge materials for production and efficient manufacturing. The paper presents results of research on susceptibility to stamping of selected steel and high strength alloy. The study was based on the determination of the forming limit curves computer-aided. The study of drawability uses digital strain analyzer AutoGrid and design of processing thin sheets metal software Eta/ Dynaform. The work contains the results of the design of the manufacturing process stamping element of cover in the engine compartment developed based on formability research.

4

Badania granicznej krzywej tłoczenia cienkich blach żaroodpornych i żarowytrzymałych

Hyrcza-Michalska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 8

542--545

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań z zakresu doskonalenia metodyki oceny tłoczności blach cienkich wytwarzanych z materiałów o ograniczonej odkształcalności. Reprezentantami materiałów o ograniczonej odkształcalności są blachy cienkie żaroodporne i żarowytrzymałe, wykonane z nadstopów niklu z Inconel 625 lub Inconel 718. Blachy te są przetwarzane metodami tłoczenia na elementy konstrukcji poszycia silników lotniczych. Kształtowanie wsadów wykonanych z tego rodzaju materiałów wymaga przeprowadzenia licznych symulacji numerycznych, będących podstawą procesu projektowania cyklu technologicznego dla wyrobów tłoczonych. Charakterystyki właściwości materiałów wsadowych są podstawowymi danymi definiującymi model materiałowy w procesie symulacyjnym, a graniczna krzywa tłoczenia kompleksowo opisuje odkształcalność blachy. Pozyskanie granicznych krzywych tłoczenia realizowane jest na drodze eksperymentalnej. W przypadku materiałów o ograniczonej odkształcalności, wyznaczanie granicznej krzywej tłoczenia wymaga wykorzystania techniki cięcia wodą do przygotowania próbek o określonej geometrii oraz zastosowania wspomaganego komputerowo systemu analizatora odkształceń AutoGrid. Sporządzone, zgodnie z przyjętą metodyką postępowania, graniczne krzywe tłoczenia wykorzystano praktycznie i zaimplementowano do symulacji numerycznej procesu tłoczenia przy użyciu oprogramowania Eta/Dynaform.

EN

The article presents results of research in the field of improvement of drawability evaluation methodology of thin sheet metals characterized by limited deformability. Representatives of materials with limited deformability are heat-resistant and creep-resistant sheets, made of nickel superalloys for example, of Inconel 625 or Inconel 718. These sheets are processed using stamping methods to execute elements of aircraft engines structures. Forming charges made of such materials requires a number of numerical simulations, which are the basis of the design process of the technological cycle for products stamped. The characteristics of input materials properties are the underlying data defining material model in the simulation, and comprehensive forming limiting curve describes the formability of sheet metal. Obtaining forming limit curves is performed experimentally. In the case of materials of limited deformability, setting the forming limit curve involves the use of water cutting techniques to prepare samples with the specified geometry and uses a computer-aided system of strain analyzer AutoGrid. Prepared in accordance with the adopted conduct methodology forming limit curves were practically used and implemented to numerical simulation of stamping process using Eta / Dynaform software.

5

Drawability Studies of Magnesium Alloy Sheets at Elevated Temperature

Hyrcza-Michalska M., Kawalla R., Dembińska J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2751--2756

EN

The paper presents the results of a study of drawability of thin AZ31 magnesium alloy metal sheets. These studies are a continuation of experiences in presenting the characteristics of technological plasticity of strips made of magnesium alloy which have been cast between rolls in vertical and horizontal systems called ‘twin-roll casting’. In the context of previous experiments conducted at the Institute of Material Technology of the Silesian University of Technology in cooperation with the Technical University - Bergakademie Freiberg (Germany), drawability of these strips at elevated temperatures has been comprehensively defined while using forming limit curves. Due to low formability of magnesium alloys at ambient temperature, formability tests - including cup forming tests presented in this paper - have been carried out in heated dies at temperature range of 200°C to 350°C. A modern AutoGrid digital local strain analyzer has been used in the examinations and the method of image analysis of deformed coordination nets has been applied. Quantitative and qualitative impact of deformation temperature upon the drawability effects of AZ31 magnesium alloys products have been evaluated.

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań tłoczności blach cienkich ze stopu magnezu AZ31. Badania te są kontynuacją doświadczeń w zakresie sporządzania charakterystyk technologicznej plastyczności blach taśmowych ze stopów magnezu odlewanych między walcami w układach pionowych i poziomych, tzw. metodą „twin roll casting”. W ramach wcześniejszych doświadczeń prowadzonych w I nstytucie Technologii Metali Politechniki Śląskiej i we współpracy z Technical University – Bergakademie Freiberg (Germany), przy zastosowaniu granicznych krzywych tłoczenia określono kompleksowo tłoczność tych blach w podwyższonej temperaturze. Z uwagi na niską odkształcalność magnezu w temperaturze otoczenia próby tłoczności, w tym prezentowaną w niniejszym opracowaniu próbę miseczkowania, wykonano w podgrzewanych matrycach w zakresie 200°C do 350°C. W badaniach wykorzystano nowoczesny, cyfrowy analizator odkształceń lokalnych AutoGrid oraz metodę analizy obrazu odkształconych siatek podziałowych. Oceniono ilościowy i jakościowy wpływ temperatury odkształcenia na efekty tłoczenia wyrobów ze stopu magnezu AZ31.

6

Zastosowanie nagniatania do wykonywania połączeń cienkich blach z grubymi płytami

Kowalik M., Trzepieciński T.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

5860-5867

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem nagniatania do wykonywania połączeń cienkich blach aluminiowych z płytami o większej grubości. Technologia polega na wykonaniu w płycie kanału i umieszczeniu w niej blachy. Następnie poprzez nagniatanie obszaru krawędzi kanału otrzymujemy połączenie nierozłączne. Wynikiem odkształcenia krawędzi płyty i przewężenia blachy jest połączenie kształtowe, które charakteryzuje się szczelnością, wysoką przewodnością cieplną i elektryczną oraz wysoką wytrzymałością. W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznej połączenia płyty z blachą wykonanej w celu określenia wpływu parametrów nagniatania i geometrii narzędzi na jakość przylegania łączonych elementów i wytrzymałość połączenia. Wyniki symulacji numerycznej zweryfikowano badaniami metalograficznymi i wytrzymałościowymi połączenia.

EN

The paper presents technology of fastening of elements made of sheet metal with machine elements of much greater thicknesses (i.e. metal plates) by cold plastic press-joining. The fastening technology consists in inserting the thinner element into a channel on the surface of the plate and pressing by two punches arranged symmetrically along the channel edges. In the effect of cold plastic strain in the plate, the sheet-metal element is thinned, and one obtains the so-called dovetail joint characterized by good tightness and high electric and thermal conductivity. In the paper, the authors present the results of numerical simulation of a plate – sheet metal joint. The investigation was performed in order to determine the influence of technological parameters of the press-joining process on the quality of contact between the joined elements. The joint between the elements and its characteristics were modeled numerically by FEM method. The correctness of numerical simulation was verified by metallographic examination and strength tests. FEM simulation proved fully consistent with experimental results.

7

Badania technologicznej plastyczności blach cienkich przy zastosowaniu analizatora odkształceń AutoGrid®

Hyrcza-Michalska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 8

545--549

PL

W zakresie badania i sporządzania charakterystyk technologicznej plastyczności blach cienkich stosowane są próby podstawowe i technologiczne oceny tłoczności. Ponadto wyznaczane są krzywe odkształcalności granicznej dla tłoczenia. W ocenie tej wykorzystuje się siatki podziałowe nanoszone na powierzchnie blach wsadowych, które po odkształceniu obrazują rozkłady odkształceń lokalnych na badanych powierzchniach wytłoczek. Do wyznaczania wartości odkształceń stosowane są metody pomiarowe oparte na analizie obrazu odkształconych siatek, przy użyciu mikroskopu optycznego lub cyfrowych analizatorów odkształceń lokalnych. Pomiary wykonywane są w oparciu o analizę obrazu z jednej, dwóch, a najlepiej z 4 kamer cyfrowych o wysokiej rozdzielczości. Dzięki sprzężeniu obrazu z 4 kamer, w krótkim czasie dostępne stają się rezultaty nie tylko jakościowej ale przede wszystkim ilościowej oceny wartości odkształceń na badanych wytłoczkach. W artykule przedstawiono przykład wykorzystania komercyjnego analizatora odkształceń AutoGrid® do oceny odkształcalności granicznej blachy cienkiej ze stopu Inconel 625.

EN

In the assessment of thin sheet metals technological plasticity characteristics are used basic and technological drawability tests. In addition forming limit curves are calculated for stamping processes. The evaluation used coordination nets applied to the surfaces of the plates that illustrate the deformation by local strain distributions measured after forming on the tested drawpieces surfaces. To determine the strain distribution the measurement methods based on image analysis of deformed meshes with an optical microscope or vision strain analyzer are used. The circuits with one or four digital cameras with high resolution are used for such kind measurements. By coupling 4 cameras in a short time the results of strain analysis are available like not only qualitative but also quantitative evaluation of the strain distribution on tested drawpieses. The article presents an example of using a commercial strain analyzer AutoGrid® to evaluate the limit formability of thin sheet blanks of Inconel 625 alloy.

8

Spawanie cienkich blach stalowych z powłokami ochronnymi metodą MAG prądem o zmiennej biegunowości

Kiszka A., Pfeifer T.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2012

|

R. 56, nr 2

39-43

PL

Przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem nowo opracowanej metody spawania elektrodą topliwą w osłonie gazu prądem o zmiennej biegunowości do łączenia blach z powłokami ochronnymi. Proces prowadzono na urządzeniach DW 300 firmy OTC Daihen i Qineo Chamo 450 firmy Cloos. Omówiono wpływ udziału składowej ujemnej w przebiegu prądu i napięcia na jakość złączy i stabilność procesu oraz na stopień uszkodzenia powłoki ochronnej. Przedstawiono możliwość zastosowania procesu spawania prądem o zmiennej biegunowości do łączenia cienkich blach, stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym.

EN

Results of research on application of variable polarity MAG method for welding of thin sheets with protective coatings have been presented. The process was carried on with the use of OTC Daihen DW 300 and Cloos Qineo Champ welding devices. The influence of negative component of welding current and voltage on process stability, joints quality and the degree of protective coating damage has been discussed. It has been presented the usability of variable polarity MAG processes for welding of thin sheets in automotive industry.

9

Łukowe spawanie w osłonie gazów ochronnych lekkich konstrukcji aluminiowych

Keitel S., Winkler R.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2010

|

R. 54, nr 5

179-183

PL

Aluminium stanowi niezastąpiony materiał w produkcji samochodów. Pierwszy raz ten materiał zastosowała firma AUDI w produkcji pierwszej generacji samochodu AUDI A8-ASF. Do spawania konstrukcji z aluminium potrzebne są właściwe procesy i dobrze wyszkoleni pracownicy z dużym doświadczeniem. W produkcji lekkich konstrukcji aluminiowych stosowane są różne metody spajania. Do spawania znajdują zastosowanie różne procesy, np. spawanie promieniem światła i spawanie elektrodą topliwą w osłonie gazów, z szeregiem nowych udoskonaleń. Interesujące nowe aspekty wynikają z zastosowania nowych gazów osłonowych zawierających różne dodatki helu do argonu. Ich zaletą jest mniejsza porowatość spoin i osiągalna większa prędkość spawania. Obecnie nowe procesy spawania znalazły zastosowanie w przemyśle samochodowym: CMT (Cold Metal Transfer) i ColdArc. Z uwagi na specjalny mechanizm przenoszenia kropli metalu, procesy te wykazują szereg zalet, jak np. małą ilość wprowadzanego ciepła i mniejsze odkształcenia podczas spawania cienkościennych konstrukcji.

EN

Aluminium is a never missing material in the automotive production. The first total application was done by AUDI with the first generation of the AUDI A8-ASF. For welding Alu-structures it is a must to have the right welding processes and well trained experienced employees. Different welding processes are very popular in the fabrication of aluminium lightweight structures. In fusion welding there are a lot of different processes, e.g. light ray welding and gas metal arc welding, with a lot of new developments. Interesting new aspects are given by new shielding gases with different helium content in argon. They have some benefits in producing less porosity and higher welding speed. At present new welding processes have found their application in the automotive industry the CMT (Cold Metal Transfer) and the ColdArc process. These processes have, because of their special droplet-transfer mechanism, a lot of advantages in the welding shop, e.g. low heat input and less distortion in the production of thin structures.