Технологија заваривања трењем са мешањем Т-спојева од легуре алуминијума

Abstract

У овом раду дати су резултати истраживања могућности израде Т-спојева од алуминијумских легура процесом заваривања трењем са мешањем. Ова релативно нова метода заваривања обезбеђује производњу спојева високог квалитета, где чврстоћа споја достиже чврстоћу основног материјала. Експерименталним заваривањем трењем са мешањем израђени су Т-спојеви помоћу алатне глодалице, специјалног алата за заваривање, специјалног стезног помоћног прибора и избором одговарајућих параметара заваривања. Варирани су следећи технолошки параметри заваривања у циљу добијања Т-спојева без грешака: брзина заваривања, брзина обртања алата, дубина урањања алата у радни материјал и угао нагиба алата. Експериментални рад је подељен у две фазе да би се боље сагледао утицај параметара заваривања и одабир материјала стезног помоћног прибора. Прва фаза експерименталног рада је подразумевала заваривање плоча од алуминијумске легуре 5052-Н32 и добијање Т-споја. Материјал стезног помоћног прибора био је угљенични челик S355. Након заваривања плоча, извршенo je визуелнo испитивање спојева, мерење микротврдоће кроз попречни пресек споја нормалан на правац заваривања плоча и испитивање макроструктуре споја. На макроскопским снимцима уочене су карактеристичне структурне зоне споја и примећене су грешке завареног споја типа тунела, непровареног корена метала шава и линије везивања. Након сагледавања и анализе добијених резултата закључено је да је превише топлоте одведено током процеса заваривања услед неодговарајућег материјала стезног помоћног прибора и приступило се другој фази експеримента. У другој фази експерименталног рада Т-спојеви су остварени заваривањем плоча од алуминијумске легуре 5754-Н111. Добијени заварени спојеви су подвргнути визуелном испитивању, измерена је микротврдоћа кроз попречни пресек спојева нормалан на правац заваривања плоча и извршено је макроскопско испитивање структуре споја где је уочено са су спојеви без грешака. Током друге фазе...

In this paper are given results of research on possibility of production T-joints of aluminium alloy by friction stir welding process. These relatively new welding technology realizes the high quality weld joints, where strength of joint can to reach the strength of the base material. T-joints are made using milling machine, special tools for friction stir welding, special clamping tool, backing plates, and selection of appropriate welding parameters. The following technological process parameters were varied in order to obtain T-joints without defects: transverse (welding) speed, the speed of rotation of the tool, toolplunge depth in the working material and tool tilt-angle. Experimental work is divided into two phases in order to better examine the influence of welding parameters and material selection of the special clamping tool. In the first phase of the experimental work plates of aluminum alloy 5052-H32 are welded into T-joints. Material of special clamping tool was the carbon steel S355. Visual inspections, macrostructure examination and micro-hardness measuring of T-joints were processed after welding process. Tipical microstructural zones for FSW joint and some types of defects (tunnel, bonding line and kissing bond) in the weldments were observed in macroscopic recordings. After reviewing and analyzing the obtained results it was concluded that it was too much heat taken during the welding process due of the improper material of the special clamping tool. And then started a second phase of the experiment. In the second phase of the experimental work T-joints are obtained by welding plates of AA 5754-H111. Visual inspections, macrostructure examination and micro-hardness measuring of T-joints were processed after welding process. All tested T-joints were without defects. In the second phase of the experimental work the elements of special clamping system and backing plates were made of stainless steel classes 1.4301 and 1.4541. The thermo-mechanical model of the process is made for the numerical study of the application of friction stir welding technology to produce a T-joints of aluminum alloy. The numerical simulation of FSW process is made and obtained a T-joint. It is given a diagram...