DP780 स्टील पर पैदा गोद जोड़ों वाया घर्षण स्टर स्पॉट वेल्डिंग
Summary
यहाँ, हम दोहरी चरण 780 इस्पात पर एक घर्षण हलचल स्पॉट वेल्डिंग (FSSW) प्रोटोकॉल पेश करते हैं. उच्च गति रोटेशन के साथ एक उपकरण पिन सामग्री नरम करने के लिए घर्षण से गर्मी उत्पन्न करता है, और फिर, पिन गोद संयुक्त बनाने के लिए 2 शीट जोड़ों में उतरता है।
Abstract
घर्षण हलचल स्पॉट वेल्डिंग (FSSW), घर्षण हलचल वेल्डिंग के व्युत्पन्न (FSW), एक ठोस राज्य वेल्डिंग तकनीक है कि 1991 में विकसित किया गया है. एक उद्योग आवेदन एल्यूमीनियम मिश्र धातु है कि ऑटोमोबाइल के पीछे के दरवाजे में इस्तेमाल किया गया था के लिए 2003 में मोटर वाहन उद्योग में पाया गया था. घर्षण हलचल स्पॉट वेल्डिंग ज्यादातर अल मिश्र में उपयोग किया जाता है गोद जोड़ों बनाने के लिए. घर्षण हलचल स्पॉट वेल्डिंग के लाभों में शामिल हैं एक लगभग 80% पिघलने तापमान है कि प्रतिरोध स्थान वेल्डिंग की तुलना में splashing के बिना थर्मल विरूपण welds कम करती है. घर्षण हलचल स्पॉट वेल्डिंग 3 कदम शामिल हैं: plunging, सरगर्मी, और वापसी. वर्तमान अध्ययन में, उच्च शक्ति इस्पात सहित अन्य सामग्री भी जोड़ों बनाने के लिए घर्षण हलचल वेल्डिंग विधि में उपयोग किया जाता है। DP780, जिसका पारंपरिक वेल्डिंग प्रक्रिया प्रतिरोध स्पॉट वेल्डिंग का उपयोग शामिल है, कई उच्च शक्ति इस्पात मोटर वाहन उद्योग में इस्तेमाल सामग्री में से एक है. इस कागज में, DP780 घर्षण हलचल स्पॉट वेल्डिंग के लिए इस्तेमाल किया गया था, और इसकी microstructure और microhardness मापा गया. माइक्रोस्ट्रक्चर डेटा से पता चला कि वहाँ ठीक अनाज और द्वीप martensite के साथ एक गर्मी प्रभाव क्षेत्र के साथ एक संलयन क्षेत्र था. microhardness परिणाम संकेत दिया है कि केंद्र क्षेत्र आधार धातु के साथ तुलना में कठोरता का एक बड़ा डिग्री का प्रदर्शन किया. सभी डेटा संकेत दिया है कि घर्षण हलचल स्पॉट वेल्डिंग दोहरी चरण इस्पात 780 में इस्तेमाल किया एक अच्छा गोद संयुक्त बना सकते हैं. भविष्य में, घर्षण हलचल स्पॉट वेल्डिंग औद्योगिक विनिर्माण प्रक्रियाओं में लागू उच्च शक्ति इस्पात वेल्डिंग में इस्तेमाल किया जा सकता है।
Introduction
घर्षण हलचल वेल्डिंग (FSW) पहली बार 1991 में TWI, Abington, ब्रिटेन1में सूचित किया गया था. 2003 में, Piccini और Svoboda वाणिज्यिक ऑटोमोबाइल विनिर्माण प्रक्रियाओं2में उपयोग के लिए घर्षण हलचल स्पॉट वेल्डिंग (FSSW) बुलाया FSW के लाभको बढ़ाने के लिए एक बेहतर तरीका निर्धारित किया. FSSW विधि कोई थोक क्षेत्र पिघलने के साथ एक जगह गोद संयुक्त बनाने शामिल है. FSSW के उपयोग के लिए सबसे महत्वपूर्ण विकास एल्यूमीनियम मिश्र में किया गया है के रूप में अल मिश्र उच्च तापमान की स्थिति के तहत वेल्डिंग प्रक्रिया में विकृत. पहला सफल उदाहरण मोटर वाहन उद्योग में था, जहां FSSW माज़दा के RX-8 1,3,4के पूरे पिछले दरवाजे के निर्माण में इस्तेमाल किया गया था.
इस बीच, उच्च शक्ति इस्पात कार शरीर के प्रमुख सामग्री है, विशेष रूप से दोहरी चरण इस्पात. साहित्य इंगित करता है कि FSSW के साथ उत्पादित DP600 आधार धातु के रूप में एक ही गुण हो सकता है, जहां सभी वेल्डिंग क्षेत्रों समान microstructures और कठोरता की डिग्री5है. हलचल क्षेत्र (एसजेड), थर्मस-यांत्रिक रूप से प्रभावित क्षेत्र (टीएमएजेड) के अपने सूक्ष्म संरचना पर डीपी स्टील के उपयोग के लिए एफएसएसडब्ल्यू तरीकों और डीपी 590 और डीपी 600 स्टील के विफलता मॉडल का कुछ शोधकर्ताओं द्वारा अध्ययन किया गया है। उन्होंने डीपी 590 की सूक्ष्म संरचना (फेरी, बैनाइट और मार्टेनसाइट) की संगति में अंतर देखा और विभिन्न रोटेशन गति6,7,8,9,10पर डीपी 600 स्टील की गति देखी . कुछ शोधकर्ताओं ने डी पी 780 स्टील8,9के लिए एफएसडब्ल्यू और आरएसडब्ल्यू का तुलनात्मक अध्ययन किया . उन्होंने बताया कि अब समय में शामिल होने और उच्च उपकरण रोटेशन गति सभी डुबकी के लिए एक वृद्धि हुई संबंध क्षेत्र में हुई, जो एक उच्च कतरनी बल के लिए नेतृत्व किया और interfacial से मोड स्थानांतरित करने के लिए बाहर खींच. उन्होंने यह भी निष्कर्ष निकाला कि FSSW RSW की तुलना में एक उच्च शक्ति थी. FSSW प्रक्रिया 3 कदम शामिल हैं: plunging, सरगर्मी, और वापसी. पहला कदम गोद संयुक्त की चादर के करीब एक रोटेशन उपकरण पिन के साथ गिर रहा है और शीट में खामियों को दूर किया। FSSW प्रक्रिया में घूर्णन उपकरण कंधे घर्षण गर्मी उत्पन्न कर सकते हैं. दूसरे चरण में, गर्मी शीट नरम और शीट में उपकरण पिन के plugging की सुविधा कर सकते हैं, साथ ही सामग्री में रहने के लिए दो workpieces एक साथ हलचल और पिन क्षेत्र के आसपास मिश्रण. अंत में, workpieces पर उपकरण कंधे प्रेस से दबाव संबंध बढ़ा सकते हैं. वेल्डिंग प्रक्रिया के बाद, पिन keyhole से वापस लिया जा सकता है. RSW के साथ तुलना में FSSW के लाभ एक कम वेल्डिंग तापमान, कोई splashing, और विनिर्माण प्रक्रिया में अधिक स्थिरता हैं.
हालांकि उन्नत उच्च शक्ति स्टील्स (AHSS) के FSSW पर अध्ययन विभिन्न शोधकर्ताओं द्वारा सूचित किया गया है, DP590, DP600 के FSSW पर अध्ययन, और DP780 microstructure पर ध्यान केंद्रित किया है और यांत्रिक और विफलता मॉडल पर विभिन्न प्रक्रिया का उपयोग कर पैरामीटर. वर्तमान अध्ययन में, डी पी 780 इस्पात के एफएसडब्ल्यू पर विचार किया गया था। FSSW प्रक्रिया के प्रोटोकॉल विस्तार से रिपोर्ट किया गया था, और हलचल क्षेत्र में व्यक्तिगत कठोरता, thermos-यांत्रिक रूप से प्रभावित क्षेत्र, और गर्मी प्रभावित क्षेत्र, साथ ही आधार धातु मापा microhardness के आधार पर मूल्यांकन किया गया.
लगातार वृद्धि और मोटर वाहन और एयरोस्पेस उद्योगों में वजन में कमी के लिए भारी मांग के साथ, मोटर वाहन उद्योग AHSS और गोद जोड़ों में बढ़ती रुचि दिखाई है. उदाहरण के लिए, एक कार के पारंपरिक इस्पात शरीर, औसत पर, 2,000 से अधिक हाजिर वेल्ड गोद जोड़ों11है. वहाँ गोद जोड़ों के लिए 3 आम वेल्डिंग प्रक्रियाओं प्रतिरोध स्पॉट वेल्डिंग, लेजर स्पॉट वेल्डिंग, और घर्षण स्थान वेल्डिंग12सहित उद्योग में इस्तेमाल किया, कर रहे हैं. वजन कम करने के लिए एक तरीका उन्नत उच्च शक्ति स्टील्स (AHSS) का उपयोग करके है. सबसे लोकप्रिय सामग्री दोहरे चरण और परिवर्तन प्रेरित plasticity (TRIP) स्टील्स, जो तेजी से मोटर वाहन उद्योग में इस्तेमाल किया जा रहा है13,14,15,16. क्योंकि मोटर वाहन उद्योग एक कम वाहन वजन के तहत बेहतर ईंधन की खपत और दुर्घटना ऊर्जा अवशोषण के कारण शक्ति मानकों में वृद्धि हुई है, विभिन्न सामग्रियों और वेल्डिंग प्रक्रियाओं का उपयोग एक महत्वपूर्ण मुद्दा बनता जा रहा है.
Protocol
Representative Results
Discussion
एफएसएसडब्ल्यू प्रक्रिया के दौरान अवपातन चरण सबसे महत्वपूर्ण है। वर्कपीस को नरम करने के लिए पिन के कंधे से आने वाली पर्याप्त घर्षण गर्मी के बिना, पिन फ्रैक्चर हो जाएगा। उपकरण ज्यामिति, रोटेशन गति, रहने…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम सामग्री सहायता के लिए चीन-स्टील कंपनी में डॉ के सी यांग को धन्यवाद देते हैं और प्रयोगात्मक एफएसएसडब्ल्यू के साथ सहायता के लिए एमआईडीसी में श्री एल डी वांग, सी के वांग, और बी वाई होंग के प्रति आभार व्यक्त करना चाहते हैं। इस शोध धातु उद्योग अनुसंधान और विकास केंद्र, Kaohsiung, ताइवान, आरओसी द्वारा समर्थित किया गया था.
Materials
| anvil | MIRDC | made by MIRDC | |
| DP780 | China steel Corporation | CSC DP780 | |
| stir spot welder machine | MIRDC | made by MIRDC | |
| tool pin | KINIK COMPANY | DBN2B005B |
References
- . Mazda Develops World’s First Aluminum Joining Technology Using Friction Heat Available from: https://www2.mazda.com/en/publicity/release/archive/2003/200302/0227e.html (2003)
- Piccini, J. M., Svoboda, H. G. Effect of pin length on Friction Stir Spot Welding (FSSW) of dissimilar Aluminum-steel joints. Procedia Materials Science. 9, 504-513 (2015).
- Iwashita, T. . Method and Apparatus for joining. , (2003).
- Allen, C. D., Arbegast, W. J. Evaluation of Friction Spot Welds in Aluminium Alloys. SAE Technical. , (2005).
- Feng, Z., et al. . Friction Stir Spot Welding of Advanced HighStrength Steels – a Feasibility Study. , (2005).
- Miles, M. P., Nelson, T. W., Steel, R., Olsen, E., Gallagher, M. Effect of friction stir welding conditions on properties and microstructures of high strength automotive steel. Science and Technology of Welding and Joining. 14 (3), 228-232 (2009).
- Feng, Z., et al. Friction stir spot welding of advanced high-Strength steels-a feasibility study. SAE Technical Paper Series 2005-01-1248. , (2005).
- Santella, M., Hovanski, Y., Frederick, A., Grant, G., Dahl, M. Friction stir spot welding of DP780 carbon steel. Science and Technology of Welding and Joining. 15 (4), 271-278 (2010).
- Saunders, N., et al. Joint strength in high speed friction stir spot welded DP 980 steel. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 15 (5), 841-848 (2014).
- Khan, M. I., et al. Resistance and friction stir spot welding of DP600: a comparative study. Science and Technology of Welding and Joining. 12 (2), 175-182 (2007).
- Sarkar, R., Sengupta, S., Pal, T. K., Shome, M. Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir Spot-Welded IF/DP Dissimilar Steel Joints. Metallurgical and Materials Transactions A. 46 (11), 5182-5200 (2015).
- Yang, X. W., Fu, T., Li, W. Y. Friction Stir Spot Welding: A Review on Joint Macro- and Microstructure, Property, and Process Modelling. Advances in Materials Science and Engineering. 2014, 11 (2014).
- Esther, T. A., Stephen, A. A., DebRoy, T., et al. Trends in Welding Research 2012: Proceedings of the 9th International Conference. Materials Characterisation of Friction Stir Processed 6082 Aluminum Alloy. , 548-551 (2012).
- Ghosh, P. K., et al. Influence of Weld Thermal Cycle on Properties of Flash Butt Welded Mn-Cr-Mo Dual Phase Steel. ISIJ International. 33 (7), 807-815 (1993).
- Schultz, R. A. . Metallic materials trends for north American light vehicles. , (2007).
- Horvath, C. . Material challenges facing the automotive and steel industries from globalization. , (2007).
- Pouranvari, M., Marashi, S. P. H. Critical review of automotive steels spot welding: process, structure and properties. Science and Technology of Welding and Joining. 18 (5), 361-403 (2013).
- Khan, M. S., et al. Welding behaviour, microstructure and mechanical properties of dissimilar resistance spot welds between galvannealed HSLA350 and DP600 steels. Science and Technology of Welding and Joining. 14 (7), 616-625 (2009).
- Ma, C., et al. Microstructure and fracture characteristics of spot-welded DP600 steel. Materials Science and Engineering: A. 485 (1), 334-346 (2008).
- Hilditch, T. B., Speer, J. G., Matlock, D. K. Effect of susceptibility to interfacial fracture on fatigue properties of spot-welded high strength sheet steel. Materials & Design. 28 (10), 2566-2576 (2007).
- Yan, B., Zhu, H., Lalam, S. H., Baczkowski, S., Coon, T. Spot Weld Fatigue of Dual Phase Steels. SAE Technical Paper Series 2004-01-0511. , (2004).
- Wilson, R. B., Fine, T. E. Fatigue behavior of spot welded high strength joints. SAE Technical Paper Series 1981-02-01. , (1981).
- Sun, X., Stephens, E. V., Khaleel, M. A. Effects of fusion zone size and failure mode on peak load and energy absorption of advanced high strength steel spot welds under lap shear loading conditions. Engineering Failure Analysis. 15 (4), 356-367 (2008).
- Pouranvari, M., Mousavizadeh, S. M., Marashi, S. P. H., Goodarzi, M., Ghorbani, M. Influence of fusion zone size and failure mode on mechanical performance of dissimilar resistance spot welds of AISI 1008 low carbon steel and DP600 advanced high strength steel. Materials & Design. 32 (3), 1390-1398 (2011).
- Hsu, T. -. I., Wu, L. -. T., Tsai, M. -. H. Resistance and friction stir spot welding of dual-phase (DP 780)—a comparative study. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. , (2018).
- Piccini, J. M., Svoboda, H. G. Effect of the tool penetration depth in Friction Stir Spot Welding (FSSW) of dissimilar aluminum alloys. Procedia Materials Science. 8, 868-877 (2015).
- Aissani, M., Gachi, S., Boubenider, F., Benkedda, Y. Design and Optimization of Friction Stir Welding Tool. Materials and Manufacturing Processes. 25 (11), 1199-1205 (2010).
- Zhang, Y. N., Cao, X., Larose, S., Wanjara, P. Review of tools for friction stir welding and processing. Canadian Metallurgical Quarterly. 51 (3), 250-261 (2013).
- Nandan, R., DebRoy, T., Bhadeshia, H. K. D. H. Recent advances in friction-stir welding – Process, weldment structure and properties. Progress in Materials Science. 53 (6), 980-1023 (2008).
- Tang, W., Guo, X., McClure, J., Murr, L., Nunes, A. C. . Heat Input and Temperature Distribution in Friction Stir Welding. 7, (1998).
