Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Effect of Brushing on Residual Stress and Surface Roughness of EN AW-2024-T3 Aluminum Alloy Joints Welded Using the FSW Method

Bucior Magdalena, Kluz Rafał, Kubit Andrzej, Ochał Kamil

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 1

86--93

EN

This article presents the influence of the brushing process on residual stress and surface roughness of EN AW-2024-T3 aluminum alloy joints welded using the Friction Stir Welding (FSW) method. Butt joints with thicknesses of 2 mm were brushing with using ceramic brush. The aim of the study was to find optimal parameters of the brushing process, which would significantly improve the functional properties of welded joints. The experiments were carried out in two steps. In the first stage of the research, the feed rate was changed in the range f = 40 ÷ 120 mm / min with a constant brushing depth d = 0.5 mm. The roughness decreased from Sa = 5.285 µm for the specimen after welding to Sa = 2.460 µm for the f = 120 mm/min and d = 0.5 mm. The change in the parameters of the brushing process did not have a significant impact on the state of residual stresses. Hence, in the second step, the brushing depth was increased in steps of 0.1 mm. The best properties were obtained for f = 120 mm / min and d = 0.6 mm (variant 6A), where roughness was Sa = 0.443 µm and compressive stresses σ = -118 MPa.

2

Multi-criteria optimization of the turning parameters of Ti-6Al-4V titanium alloy using the Response Surface Methodology

Kluz Rafał, Habrat Witold, Bucior Magdalena, Krupa Krzysztof, Sęp Jarosław

Eksploatacja i Niezawodność

|

2022

|

Vol. 24, no. 4

668--676

EN

The paper depicts an application of Response Surface Methodology (RSM) for predicting selected parameters in turning of Ti-6Al-4V titanium alloy using polycrystalline diamond tool. Response surface plots that are generated by the model helps in determining the optimum combination of input factors (cutting speed vc and feed rate f) for best possible surface roughness (Sa), cutting force (Fc)and temperature (T) for dry and cooling turning. The methodology of multi-criteria optimization was used to establish the interaction between input parameters and given responses.

3

Effect of Nanofillers on the Mechanical Properties of Vinyl Ester Resin Used as a Carbon Fiber Reinforced Polymer Matrix

Kubit Andrzej, Bucior Magdalena, Kluz Rafał, Ochałek Krzysztof, Burnat Katarzyna

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no 4

10--21

EN

This article presents the results of research aimed at determining the influence of selected nanofillers of vinyl ester resin on the mechanical properties of the cured resin. The influence of the resin with nanofillers as a matrix on the properties of the unidirectional CFRP composite was also investigated. Graphite, silicon oxide and titanium dioxide nanopowders were used as resin nanofillers. Each of the fillers was considered in two different contents, i.e. 1 wt.% and 2 wt.%. The variants with such nanofillers content were compared with the unfilled reference variant. The uniaxial tensile strength tests of the resin samples were carried out, showing the possibility of increasing the strength by 19.35% for the variant 1 wt.% of silica nanopowder content. For CFRP composites, the possibility of increasing the strength in the three-point bending test by 25.57% due to the use of a matrix reinforced with graphite nanopowder with a content of 1 wt.% was demonstrated. Based on the analysis of fracture surfaces performed using SEM microscopy, it was shown that the fillers used lead to a significant improvement in the adhesion of the matrix to the composite fibers.

4

Modelowanie wpływu parametrów obróbki nagniataniem na chropowatość powierzchni wałków ze stali 42CRMO4

Antosz Katarzyna, Kluz Rafał, Trzepieciński Tomasz, Bucior Magdalena

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2021

|

z. 93 [302]

19--29

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu określenie wpływu parametrów nagniatania ślizgowego na chropowatość powierzchni wałków wykonanych ze stali 42CrMo4. Proces nagniatania wykonano przy użyciu narzędzi z końcówką z polikrystalicznego diamentu. Przed nagniataniem próbki poddano toczeniu na tokarce narzędziowej. Badania prowadzono według planu Hartleya PS/DS-P:Ha3, który umożliwia zdefiniowanie równania regresji w postaci wielomianu drugiego stopnia. Wykorzystano również modele sztucznej sieci neuronowej do przewidywania chropowatości powierzchni wałków po procesie nagniatania. Rozważane parametry wejściowe procesu obejmowały wartości nacisku, prędkości nagniatania i prędkości posuwu. We wszystkich analizowanych przypadkach nagniatania wartość chropowatości powierzchni określonej parametrem Ra uległa zmniejszeniu. Różnice między danymi eksperymentalnymi a modelem Hartleya nie przekraczały 24%. Najlepszą reprezentację modelu Hartleya uzyskano dla parametrów nagniatania: posuw f = 0,32 mm/obr, nacisk P = 130 N i prędkość nagniatania v = 180 obr/min. Perceptrony wielowarstwowe były najlepszymi predyktorami chropowatości powierzchni wałków. Przy współczynniku korelacji Pearsona R2 powyżej 0,998 wartość średniego błędu bezwzględnego nie przekroczyła 0,005.

5

Testing durability of a broach

Bucior Magdalena, Kluz Rafał, Jaworski Jan

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2021

|

nr 1

1--7

PL

W zintegrowanych systemach wytwarzania bardzo ważnym zagadnieniem jest problem zapewnienia zdolności do pracy narzędzi skrawających, a w szczególności przeciągaczy ze stali szybkotnącej. Aby zapewnić wymaganą jakość obróbki należy w określonych odstępach czasu dokonać wymiany narzędzia. Wyznaczenie okresu wymiany narzędzia oraz prognozowanie zdolności do pracy narzędzia jest zagadnieniem trudnym i złożonym ze względu na rozrzut właściwości materiału narzędzia i przedmiotu obrabianego. W pracy przedstawiono wyniki badań dynamiki zużycia przeciągaczy ze stali HS 18-0-1 prowadzonych w warunkach produkcyjnych. Na podstawie analizy uzyskanych wyników wykazano, że krzywe rozrzutu zużycia zębów przeciągacza VB na całej długości i odchylenie standardowe mają postać krzywej wannowej, co wskazuje na brak identyczności pracy zębów na jego długości, natomiast do oceny efektywności jego pracy można wykorzystać współczynnik wariancji zużyci zębów. Wykazano również, że przeciągacze z pokryciem charakteryzują się większą stabilnością zużycia zębów oraz dwukrotnie większą niezawodnością pracy.

EN

In integrated manufacturing systems, a very important issue is the problem of ensuring the reliability of cutting tools, in particular high-speed steel broaches. To ensure the required quality of machining, the tool should be changed at specified intervals. Determining the tool replacement period and forecasting the tool's working ability is a difficult and complex issue due to the dispersion of the properties of the tool material and the workpiece. The paper presents the results of research on the dynamics of wear of HS 18-0-1 steel broaches, conducted under production conditions. Based on the analysis of the obtained results, it was shown that the scatter curves of the wear broach teeth VBalong its length and the standard deviation are in the form of a bathtub curve, which indicates uneven work of the broach teeth. In turn the teeth wear variance coefficient can be used to assess the effectiveness of its work. The research also shows that coated broaches are characterized by greater teeth wear stability and double reliable operation.

6

Robotization of the process of removal of the gating system in an enterprise from the automotive industry

Bucior Magdalena, Kluz Rafał, Kubit Andrzej

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2020

|

nr 1

10--15

EN

Cleaning and removal of components of the gating system, and finishing of castings are the most labor-consuming and damaging to health foundry processes. This paper presents the results of an analysis of labor consumption of the process of removal of gating systems of aluminium castings, which were carried out in a conventional manner using a band saw and a boring machine, and using an industrial robot. In the final part of this paper the analysis of occupational hazard of work-stands is presented. It has been shown that the use of robotization leads to an increase both the productivity of the process and work safety. The use of an industrial robot allows to reduce the labor consumption of the process of removal of gating systems by 29,5% in relation to the non-robotized stand. Furthermore, on the robotized stand almost all the time needed for the process of removal of the gating system is connected with the machining. It represents 98.7% of the production cycle. In the case of non-robotized stand, the machining takes 79% of the total time required for treatment of one piece of the casting.

PL

Oczyszczanie, usuwanie elementów układu wlewowego oraz wykańczanie odlewów należą do najbardziej pracochłonnych, szkodliwych dla zdrowia oraz niebezpiecznych procesów odlewniczych. W pracy przedstawiono analizę pracochłonności procesu usuwania układów wlewowych odlewów aluminiowych, realizowanego w sposób konwencjonalny z zastosowaniem pilarki taśmowej i wytaczarki oraz z zastosowaniem robota przemysłowego. W końcowej części pracy dokonano analizy ryzyka zawodowego stanowisk pracy i wykazano, że wprowadzenie robotyzacji procesu prowadzi do zwiększenia jego wydajności oraz bezpieczeństwa pracy. Zastosowanie robota przemysłowego umożliwia zmniejszenie pracochłonności procesu usuwania układów wlewowych o 29,5% w stosunku do stanowiska niezrobotyzowanego. Na stanowisku zrobotyzowanym, niemalże cały czas potrzebny na realizację procesu usuwania układu wlewowego jest poświęcony na obróbkę właściwą. Stanowi ona 91% cyklu produkcyjnego. W przypadku stanowiska niezrobotyzowanego, obróbka właściwa zajmuje 80% całego czasu potrzebnego na obrobienie jednej sztuki odlewu.

7

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.

8

Effect of temperature on the shear strength of GFRP-aluminium alloy 2024-T3 single lap joint

Kubit Andrzej, Bucior Magdalena, Kluz Rafał

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2020

|

nr 1

30--35

EN

The paper presents the results of experimental studies determining the effect of temperature on the shear strength of the adhesive joint between the layers of the fiber metal laminate (FML). The tests were carried out for composites being a combination of 2024-T3 aluminum alloy sheet and Glass Fiber-Reinforced Polymer (GFRP) made in the autoclave process. The key factor determining the quality of layered composites is the high strength adhesive joint between the layers. Due to the possibility of extreme temperature conditions during utilization of the composite structure, tests were carried out at reduced temperatures, i.e. -60°C, as well as elevated temperatures, i.e. 80°C. The obtained results were related to the results obtained at a room temperature (RT). The study showed that at the elevated temperature the shear strength increased by approx. 10% compared to the result obtained at room temperature. There is also a significant reduction in the stiffness of the joint as the temperature increases. In turn, a slight increase in joint stiffness was demonstrated for the reduced temperature.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych określających wpływ temperatury na wytrzymałość na ścinanie połączenia adhezyjnego pomiędzy warstwami składowymi hybrydowego kompozytu metalowo-włóknistego (FML). Próby przeprowadzono dla kompozytów będących połączeniem blachy ze stopu aluminium 2024-T3 oraz kompozytu szklanego polimerowo-włóknistego (ang. Glass Fiber-Reinforced Polymer - GFRP) wykonanych w procesie autoklawowym. Kluczowym czynnikiem determinującym jakość kompozytów warstwowych jest wysokiej wytrzymałości połączenie adhezyjne pomiędzy warstwami. Ze względu na możliwość występowania różnych warunków temperaturowych w procesie eksploatacyjnym struktury kompozytowej, zrealizowano badania w temperaturach obniżonej tj. -60°C, a także podwyższonej tj. 80°C. Uzyskane rezultaty odniesiono do wyników uzyskanych w temperaturze pokojowej. W pracy wykazano, że w podwyższonej temperaturze dochodzi do wzrostu wytrzymałości na ścinanie o ok. 10% w stosunku do rezultatu uzyskanego w temperaturze pokojowej. Dochodzi tu także do znacznego obniżenia sztywności połączenia wraz ze wzrostem temperatury. Dla obniżonej temperatury wykazano z kolei nieznaczny wzrost sztywności połączenia.

9

Analysis of the properties of RFSSW lap joints of Alclad 7075-T6 aluminum alloy sheets under static and dynamic loads

Kubit Andrzej, Faes Koen, Jurczak Wojciech, Bucior Magdalena, Kluz Rafał

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2020

|

nr 4

4--13

EN

This paper presents research regarding refill friction stir spot welding (RFSSW) of EN AW-7075-T6 Alclad aluminium alloy sheets, and the joint behaviour under static and dynamic loads. Single-point lap joint of sheets with different thicknesses, which corresponds to those used in aircraft fuselage structures, i.e. upper sheets with a thickness of 1.6 mm and lower sheets with a thickness of 0.8 mm, were analysed regarding the failure mechanism in static shear testing. It has been shown that a properly made joint is destroyed as a result of tension in the lower plate. The lower plate at the edge of the weld is structurally weakened by the HAZ, but also geometrically due to plastic deformation during the welding process, which has been demonstrated by metallographic investigations as well as by the FEM numerical model. Single-row RFSSW welded joints with different spacing of the welds and a riveted joint were impact tested. It has been shown that welded joints are characterized by a greater stiffness, which is higher when the spacing of the welds is smaller.

PL

Praca przedstawia badania połączenia zakładkowego RFSSW blach ze stopu aluminium EN AW-7075-T6 Alclad pod wpływem obciążeń statycznych oraz dynamicznych. Jednopunktowe połączenie zakładkowe blach o różnej grubości co odpowiada połączeniom stosowanym w konstrukcjach kadłubów lotniczych tj. górna blacha o grubości 1.6 mm oraz dolna blacha o grubości 0.8 mm, poddano analizie mechanizmu zniszczenia w próbie statycznego ścinania. Wykazano, że poprawnie wykonane połączenie ulega zniszczeniu na skutek rozciągania dolnej blachy. Dolna blacha przy krawędzi zgrzeiny jest osłabiona strukturalnie przez strefę wpływu ciepła, ale także geometrycznie poprzez deformację plastyczną powstałą podczas procesu zgrzewania, co wykazano na podstawie badań metalograficznych jak również przy użyciu modelu numerycznego MES. Jednorzędowe połączenia zakładkowe poddano badaniom udarności. Badano połączenia zgrzewane RFSSW o różnym rozstawie zgrzein oraz połączenie nitowane. Wykazano, że połączenia zgrzewane charakteryzują się większą sztywnością, która jest tym większa im mniejszy rozstaw zgrzein.

10

Analysis of the Possibilities of Improving the Selected Properties Surface Layer of Butt Joints Made Using the FSW Method

Bucior Magdalena, Kluz Rafał, Kubit Andrzej, Ochał Kamil

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2020

|

Vol. 14, no 1

1--9

EN

The paper presents the results pertaining to an analysis on the influence of technological parameters of pneumatic shot peening technology on the selected properties of a surface layer of butt joints made with Friction stir weld‑ ing (FSW) method. Butt joints made of two 2024‑T3 aluminum alloy sheets with the thickness of 1 mm were shot peened with glass beads. The experiments were carried out according to the statistical 3‑level completed plan PS/DC 32 . The technological parameters were changed in the range: pressure p = 0.4–0.6 MPa and peening time t = 1–3 min. As a result of the conducted research, adequate equations describing the effect of the analyzed parameters on the surface roughness were obtained. Shot peening with glass beads significantly reduced the sur‑ face roughness from Ra = 5.2 µm to Ra = 1.42 µm. This treatment provides high compressive residual stresses and the increase of the surface layer hardness. The results show that shot peening is a highly efficient and cost‑effective mechanical treatment used for improving the mechanical properties of the butt joints made with the FSW method.

11

Analiza statystyczna wpływu parametrów pneumokulowania na nośność zakładkowych połączeń klejowych stopu aluminium 2024

Zielecki Władysław, Bąk Łukasz, Guźla Ewelina, Bucior Magdalena

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2019

|

nr 1

30--34

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu wybranych parametrów procesu pneumokulowania na nośność zakładkowych połączeń klejowych stopu aluminium 2024. Na skutek pneumokulowania nośność badanych połączeń zwiększyła się o 3,6-20,3%. Co więcej, na podstawie przeprowadzonej analizy statystycznej można stwierdzić, że w przyjętym obszarze zmienności parametrów technologicznych pneumokulowania, średnica kulek, ciśnienie sprężonego powietrza oraz czasu kulowania nie wywierają istotnego statystycznie wpływu na nośność połączeń klejowych stopu aluminium 2024.

EN

The thesis presents the results of investigations on the impact of shot peening parameters on the capacity of single lap adhesive joints from aluminium alloy 2024. Shot peening increased the capacity of joints by 3,6-20,3%. What is more, the statistical analysis showed that in the assumed area variability of shot peening parameters: ball diameter, pressure and time does not significantly affect the capacity of adhesive joints from aluminium 2024.

12

Identifying Optimal Friction Stir Welding Process Parameters for 2024 Al Alloy Butt Joints

Kluz Rafał, Bucior Magdalena, Kubit Andrzej

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2019

|

Vol. 13, no 4

48--53

EN

Friction stir welding (FSW) is a solid state joining process used to join metals and their alloys. The main goal of this paper was to select the optimal welding parameters such as: rotational speed and the feed rate of the tool. The article presents the results of the tests on welding 1 mm thick 2024 aluminum sheet according to the statistical 3-level completed plan PS/DK 32. The rotational speed of the tool varied within the range of 1100–1300 rpm and the feed rate within the range of 40–60 mm/min. For these parameters, the analyses of the experiment repeatability, impact significance and adequacy of equations were conducted.

13

Experimental Research of the Weakening of the Fuselage Skin by RFSSW Single Row Joints

Kubit Andrzej, Bucior Magdalena, Kluz Rafał, Bochnowski Wojciech, Perłowski Ryszard

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2019

|

Vol. 13, no 3

90--97

EN

The paper presents the results of experimental investigations, the aim of which was to determine the degree of weakening of skin sheet of the thin-walled structure through a single-row welded joints made by Refill Friction Stir Spot Welding (RFSSW) technology. At the beginning, a short metallographic analysis of the weld was carried out, defining the characteristic areas of the microstructure. Then, comparative tests were carried out on the thin-walled structure sample in the form of a single-row skin-stringer joint. The structures made with the discussed technology of welding were compared with the traditionally joined structure by riveting. It has been shown that in the case of the welded structure, the skin sheet is weakened by more than 6% to a lesser extent than in the case of riveted. However, it was shown that the cracking path in the tensiled welded sheet runs along an unpredictable path, deviating from the line marked by the welds’ row. While in the case of riveted joint the cracking propagation along the row of rivets was revealed. The analyzes of fracture surfaces for both cases using scanning electron microscopy were also undertaken, thus undertaking preliminary considerations on the mechanism of fracture.