Mozliwosci laczenia cienkich blach ze stopow Al, Mg oraz tytanu GRADE 3 w procesie FSW

摘要

Procesy oparte na laczeniu materialow w stanie stalym stanowia skuteczne rozwiazanie pod wzgledem aspektow wytrzymalosciowych i trwalosci wykonanego elementu. W ostatnich latach nastapilo duze zainteresowanie srodowisk naukowo-badawczych i przemyslu rozwijaniem niekonwencjonalnych metod laczenia materialow konstrukcyjnych w przemysle transportowym, w tym metodami zgrzewania tarciowego z przemieszaniem FSW (Friction Stir Welding). W pracy przedstawiono charakterystyke procesu FSW na podstawie zlaczy cienkich blach metalicznych stopow Al Mg i czystego technicznie tytanu GRADE 3 (AMS-T-9046 / AMS 4900) grubosci 0,4 i 0,5 mm. Analizujac omawiane wlasciwosci polaczen oraz modyfikacje metalurgiczne strefy zlacza, poprzez wplyw glownych zmiennych procesowych, co ma wplyw na jakosc zlaczy FSW. Proces zgrzewania zrealizowano na 3 osiowej pionowej frezarce sterowanej numerycznie, wyposazonej w specjalnie przygotowany uchwyt mocujacy, z wykorzystaniem narzedzi z weglika wolframu oraz ceramiki narzedziowej. Parametry geometryczne dostosowano do grubosci blachy na podstawnie algorytmu wg danych literaturowych [12]. Podczas procesu realizowano pomiar sil osiowych i promieniowych, wykorzystujac precyzyjny silomierz piezoelektryczny, w celu analizy efektu uplastycznienia laczonych blach. Wytrzymalosc polaczen FSW wyznaczono na podstawie statycznej proby rozciagania w temperaturze pokojowej. Na tej podstawie zdefiniowano efektywnosc zlacza w porownaniu do materialu rodzimego. Wykazano, ze metoda FSW pozwala na wykonywanie wysokiej jakosci wolnych od wad zgrzein cienkich blach metalicznych, zarowno z metali niezelaznych, jak i z czystego technicznie tytanu GRADE 3 (AMS-T-9046 / AMS 4900). Efektywnosc wykonanych polaczen FSW znacznie przekraczala 80% wytrzymalosci na rozciaganie materialu rodzimego. Wykazano, ze proces FSW moze stanowic alternatywe dla procesu spawania lukowego, nitowania lub zgrzewania oporowego RSW.