Регулювання сили тиску для покращення якості з'єднання з алюмінієвого сплаву 6061 отриманого зварюванням тертям з перемішуванням
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.159286Ключові слова:
зварювання тертям з перемішуванням, нормальна сила, сила тертя, коефіцієнт тертя, межа міцностіАнотація
Зварювання тертям з перемішуванням (ЗТП) є одним з методів механічного з'єднання, що не потребує присадочного металу. Тепло отримують від сили тертя між основним металом і інструментом тертя. ЗТП запропоноване Інститутом Зварювання (ІС) в 1991 році, яке, як очікується, дозволить подолати складності при зварюванні металів з низькою зварюваністю. Параметри ЗТП визначають якість з'єднання, і в данiй роботі нормальна сила як незалежний параметр варіювалася на рівні 13000, 14000 і 15000 Н. Швидкість обертання і подачі регулюється на 1092 об/хв і 200 мм/хв відповідно. З експериментальних результатів встановлено, що найбільш міцне з'єднання забезпечується при 15000 Н (зразок 1). Стверджувалося, що краща якість з'єднання виходить за найвищої теплової потужності. Висока теплова потужність забезпечує достатню зварну точку і час для росту зерен алюмінію, що, в свою чергу, збільшує межу міцності з'єднання, отриманого ЗТП.
Однак з середніх значень і лінії тренду можна припустити, що велика сила тиску завжди призводить до більш високої межі міцності. Межі міцності були майже на одному рівні (115,44±1,56 МПа), в той час як розрахункова теплова потужність лінійно залежна від сили тиску: 73,59, 79,25 і 84,91 Дж/мм для сил тиску, рівних 13000, 14000 і 15000 відповідно. Зафіксована температура, яка вказує на тепловаую потужність, показала ту ж тенденцію з межею міцності, вона перебувала на тому ж рівні: 491,55±2,22 °C. Напевно деякі аспекти не були враховані в математичній моделі теплової потужності. Або, можливо, припущення про більш високу теплову потужність не завжди досягається за більш високої сили тиску. На підставі літературних даних встановлено, що межа плинності знижується при більш високій температурі. Більш низька межа плинності зменшує силу тертя при постійній нормальній силі, що, в свою чергу, призводить до зниження теплової потужності, що суперечить попередньому припущенню.
Інша література, яка розглядає коефіцієнт тертя як функцію температури, показала, що коефіцієнт змінюється через температуру.
І, нарешті, більш висока нормальна сила не означає, що міцнiше з'єднання може бути отримане за допомогою зварювання тертям з перемішуваннямПосилання
- Mishra, R. S., Mahoney, M. W. (Eds.) (2007). Friction stir welding and processing. Ohio: American Society of Material.
- Mishra, R. S. (2007). Friction stir welding and processing. China: University of Missourri – Rolla.
- Lohwasser, D., Che, Z. (Eds.) (2009). Friction stir welding. Cambridge: Woodhead Publishing, 436. doi: https://doi.org/10.1533/9781845697716
- Terry, K. (2005). An outsider friction stir welding. Boulevard: Lakewood.
- Longhurst, W. R., Strauss, A. M., Cook, G. E., Cox, C. D., Hendricks, C. E., Gibson, B. T., Dawant, Y. S. (2010). Investigation of force-controlled friction stir welding for manufacturing and automation. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 224 (6), 937–949. doi: https://doi.org/10.1243/09544054jem1709
- Razal Rose, A., Manisekar, K., Balasubramanian, V. (2011). Effect of axial force on microstructure and tensile properties of friction stir welded AZ61A magnesium alloy. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 21 (5), 974–984. doi: https://doi.org/10.1016/s1003-6326(11)60809-1
- Darmadi, D. B., Setiawan, L. P., Mahzan, S. (2019). Evaluating the GMAW Joint with a Constant Heat Input. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences, 54 (2), 142–149.
- Su, M.-N., Young, B. (2017). 10.37: Mechanical properties of high strength aluminium alloy at elevated temperatures. ce/papers, 1 (2-3), 2831–2839. doi: https://doi.org/10.1002/cepa.334
- Darmadi, D. B. (2016). Evaluation of the effects of melting phenomenon on the residual stress formation in ferritic pipeline multi pass girth-weld joints. International Journal of Engineering Systems Modelling and Simulation, 8 (3), 205. doi: https://doi.org/10.1504/ijesms.2016.077649
- He, Q., Li, A., Qu, W., Zhang, Y., Wang, T., Kong, L. (2018). Investigation on Friction and Wear Properties of High-Temperature Bearing Steel 9Cr18Mo. Materials Research, 21 (3). doi: https://doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2017-0715
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Djarot Bangun Darmadi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
