Generazione di giunti a giro tramite saldatura spot di attrito su ACCIAIO DP780

Summary

Qui, presentiamo un protocollo di saldatura spot di agitazione di attrito (FSSW) su acciaio a doppia fase 780. Un perno dell’utensile con rotazione ad alta velocità genera calore dall’attrito per ammorbidire il materiale, quindi, il perno si immerge in 2 giunti di lamiera per creare l’articolazione del giro.

Abstract

La saldatura a punto di agitazione dell’attrito (FSSW), un derivato della saldatura a sfuma dell’attrito (FSW), è una tecnica di saldatura allo stato solido sviluppata nel 1991. Un’applicazione industriale è stata trovata nell’industria automobilistica nel 2003 per la lega di alluminio che è stata utilizzata nelle porte posteriori delle automobili. La saldatura spot a scalpore di attrito è utilizzata principalmente nelle leghe alper per creare giunti a giro. I vantaggi della saldatura a punti di agitazione dell’attrito includono una temperatura di fusione di quasi l’80% che abbassa le saldature di deformazione termica senza spruzzi rispetto alla saldatura spot di resistenza. La saldatura a punti di agitazione dell’attrito dell’attrito comprende 3 passaggi: tuffo, agitazione e retrazione. Nel presente studio, altri materiali tra cui l’acciaio ad alta resistenza vengono utilizzati anche nel metodo di saldatura a suscitazione dell’attrito per creare giunti. DP780, il cui tradizionale processo di saldatura prevede l’uso della saldatura a punti di resistenza, è uno dei numerosi materiali in acciaio ad alta resistenza utilizzati nell’industria automobilistica. In questo articolo, DP780 è stato utilizzato per la saldatura spot di agitazione dell’attrito, e la sua microstruttura e microhardness sono stati misurati. I dati della microstruttura hanno mostrato che c’era una zona di fusione con grana fine e una zona di effetto termico con il sito di martore dell’isola. I risultati della microdurezza hanno indicato che la zona centrale mostrava un maggiore grado di durezza rispetto al metallo di base. Tutti i dati hanno indicato che la saldatura spot di agitazione di attrito utilizzata in acciaio a doppia fase 780 può creare un buon giunto giro. In futuro, la saldatura a punti di agitazione dell’attrito può essere utilizzata nella saldatura in acciaio ad alta resistenza applicata nei processi di produzione industriale.

Introduction

La saldatura a gite di attrito (FSW) è stata segnalata per la prima volta nel 1991 a TWI, Abington, Regno Unito¹. Nel 2003, Piccini e Svoboda hanno determinato un metodo superiore per migliorare i vantaggi della FSW chiamata saldatura a punti di agitazione ad attrito (FSSW) per l’uso nei processi di produzione automobilistica commerciale². Il metodo FSSW prevede la creazione di un giunto sul giro spot senza fusione di aree sfuse. Lo sviluppo più importante per l’uso di FSSW è stato in leghe di alluminio come Al legy deformarsi nel processo di saldatura in condizioni di alta temperatura. Il primo esempio di successo è stato nel settore automobilistico, dove FSSW è stato utilizzato nella produzione dell’intera porta posteriore della Mazda RX-8^1,3,4.

Nel frattempo, l’acciaio ad alta resistenza è il materiale dominante della carrozzeria, in particolare l’acciaio a doppia fase. La letteratura indica che DP600 prodotto con FSSW può avere le stesse proprietà del metallo di base, dove tutte le regioni di saldatura hanno microstrutture e gradi di durezza simili⁵. Alcuni ricercatori hanno studiato i metodi FSSW per l’uso dell’acciaio DP sulla loro microstruttura della zona di agitazione (Sz), della zona affetto termomeccanica (TMA) e del modello di guasto dell’acciaio DP590 e DP600. Hanno osservato differenze nella consistenza della microstruttura (ferrite, bainite e martensite) dell’acciaio DP590 e DP600 a varie velocità di rotazione^6,7,8,9,10. Alcuni ricercatori hanno condotto studi comparativi di FSSW e RSW per DP780 acciaio^8,9. Hanno riferito che tempi di giunzione più lunghi e velocità di rotazione dell’utensile più elevate hanno provocato un aumento dell’area di incollaggio per tutti i tuffi, che ha portato ad una maggiore forza di taglio e ha spostato la modalità da interfacciale a tirato fuori. Hanno inoltre concluso che la FSSW aveva una forza maggiore rispetto a RSW. Il processo FSSW comprende 3 passaggi: tuffo, agitazione e retrazione. Il primo passo è immergersi con un perno dell’utensile di rotazione vicino al foglio del giunto del giro e collegato al foglio. La spalla dell’utensile rotante nel processo FSSW può generare calore attrito. Nella seconda fase, il calore può ammorbidire il foglio e facilitare il collegamento del perno dell’utensile nel foglio, così come abitare nei materiali per mescolare due pezzi insieme e mescolare intorno all’area del perno. Infine, la pressione della pressione della spalla dell’utensile sui pezzi può migliorare l’incollaggio. Dopo il processo di saldatura, il perno può essere ritirato dal buco della serratura. I vantaggi di FSSW rispetto a RSW sono una temperatura di saldatura inferiore, senza spruzzi e una maggiore stabilità nel processo di produzione.

Anche se sono stati riportati studi sull’FSSW di acciai avanzati ad alta resistenza (AHSS) da vari ricercatori, studi sull’FSSW di DP590, DP600 e DP780 si sono concentrati sulla microstruttura e sui modelli meccanici e di guasto utilizzando vari processi Parametri. Nel presente studio è stata presa in considerazione la FSSW dell’acciaio DP780. Il protocollo del processo FSSW è stato riportato in dettaglio, e la durezza individuale nella zona di agitazione, nella zona termomeccanica-meccanica e nella zona interessata dal calore, così come il metallo di base sono stati valutati in base alla microhardness misurata.

Con la continua crescita e la forte domanda di peso nell’industria automobilistica e aerospaziale, l’industria automobilistica ha mostrato un crescente interesse per le articolazioni AHSS e lap. Ad esempio, la carrozzeria in acciaio convenzionale di un’auto, in media, ha più di 2.000 giunti a lambi di saldatura a punti¹¹. Ci sono 3 processi di saldatura comuni per i giunti del giro utilizzati nel settore, tra cui la saldatura spot di resistenza, la saldatura a punti laser e la saldatura spot di attrito¹². Un modo per diminuire il peso è utilizzando acciai avanzati ad alta resistenza (AHSS). I materiali più popolari sono gli acciai a doppia fase e indotta da trasformazione in plastica (TRIP), che vengono sempre più utilizzati nell’industria automobilistica^13,14,15,16. Poiché l’industria automobilistica ha aumentato gli standard di resistenza grazie al miglioramento del consumo di carburante e all’assorbimento di energia da incidente in base alla diminuzione del peso del veicolo, l’uso di diversi materiali e processi di saldatura sta diventando un problema importante.

Protocol

1. Preparazione del materiale NOTA: Lavorare i fogli DP780 spessi 1,6 mm in cedole 40 mm x 125 mm. I giunti FSSW sono progettati come campioni di taglio giro per le prove meccaniche. Unire due fogli da 125 mm per 40 mm con una sovrapposizione di 35 mm x 40 mm in seguito alla RSW standard NF ISO 18278-2; 2005. Uno strumento a rombo policristallino di design geometrico con una spalla a cono troncata. Il progetto della geometria è illustrato nella Figura 1a. Il diamet…

Representative Results

Nella Figura 3 è presente un diagramma che dimostra che il processo di saldatura spot di agitazione dell’attrito è costituito da 3 parti: tuffo (Figura 3e), agitazione (Figura 3f) e ritrazione (Figura 3g). Nella nostra ricerca, il punto di saldatura potrebbe essere generato. La profondità di penetrazione è un fattore che è stato valutato. Nella …

Discussion

La fase di immersione è la più importante durante il processo FSSW. Senza abbastanza calore di attrito proveniente dalla spalla del perno per ammorbidire il pezzo, il perno si fratturerà. La geometria dell’utensile, la velocità di rotazione, il tempo di perlato e la profondità di penetrazione dell’utensile²⁶ parametri del processo FSSW svolgono un ruolo fondamentale nel determinare l’integrità dell’articolazione. La TPD e la geometria dell’utensile²⁷ hanno in particol…

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