Gerando junções de regaço através da soldadura do ponto do stir da fricção no aço DP780

Summary

Aqui, nós apresentamos um protocolo da soldadura do ponto da agitação da fricção (FSSW) no aço duplo da fase 780. Um pino da ferramenta com rotação de alta velocidade gera o calor da fricção para amaciar o material, e então, o pino mergulha em 2 junções da folha para criar a junção de regaço.

Abstract

A soldadura do ponto da agitação da fricção (FSSW), um derivado da soldadura do stir da fricção (FSW), é uma técnica do sólido-estado da soldadura que seja desenvolvida em 1991. Um aplicativo da indústria foi encontrado na indústria automotiva em 2003 para a liga de alumínio que foi usado nas portas traseiras de automóveis. A soldadura do ponto da agitação da fricção é usada na maior parte em ligas do Al para criar junções de regaço. Os benefícios da soldadura do ponto da agitação da fricção incluem uma temperatura de derretimento de quase 80% que abaixe as soldas da deformação térmica sem espirrar comparado à soldadura do ponto da resistência. A soldadura do ponto da agitação da fricção inclui 3 etapas: mergulhando, agitando, e retração. No presente estudo, outros materiais, incluindo aço de alta resistência, também são usados no método de soldagem por atrito para criar articulações. DP780, cujo o processo tradicional da soldadura envolve o uso da soldadura do ponto da resistência, é um de diversos materiais de aço de grande resistência usados na indústria automotriz. Neste trabalho, DP780 foi utilizado para a soldagem por fricção, e sua microestrutura e microdureza foram mensuradas. Os dados da microestrutura mostraram que havia uma zona da fusão com grão fino e uma zona do efeito do calor com Martensite do console. Os resultados da microdureza indicaram que a zona central exibiu maior grau de dureza em relação ao metal de base. Todos os dados indicaram que o atrito agitar ponto de solda usado em dupla fase de aço 780 pode criar uma boa junção de volta. No futuro, a soldadura do ponto do stir da fricção pode ser usada na soldadura de aço de grande resistência aplicada em processos industriais da fabricação.

Introduction

A soldadura do stir da fricção (FSW) foi relatada primeiramente em 1991 em TWI, Abington, Reino Unido¹. Em 2003, Piccini e Svoboda determinaram um método superior de realçar as vantagens de FSW chamada soldadura do ponto da agitação da fricção (FSSW) para o uso em processos de fabricação comerciais do automóvel². O método FSSW envolve a criação de uma junção de volta Spot sem derretimento da área em massa. O desenvolvimento mais importante para o uso da FSSW tem sido em ligas de alumínio, pois as ligas de Al se deformam no processo de soldagem condições de alta temperatura. O primeiro exemplo bem-sucedido foi na indústria automotiva, onde a fssw foi usada na fabricação de toda a porta traseira do RX-8^1,3,4 da^Mazda.

Enquanto isso, aço de alta resistência é o material dominante do corpo do carro, especificamente de aço de dupla fase. A literatura indica que DP600 produzidos com FSSW podem ter as mesmas propriedades que o metal de base, onde todas as regiões de soldagem possuem microestruturas e graus de dureza semelhantes⁵. Os métodos de FSSW para o uso do aço do DP em sua microestrutura da zona do stir (SZ), da zona thermos-mecanicamente afetada (TMAZ), e do modelo da falha de aço DP590 e DP600 foram estudados por alguns investigadores. Observaram diferenças na consistência da microestrutura (ferrite, bainite e martensita) de aço DP590 e DP600 em várias velocidades de rotação^6,7,8,9,10. Alguns pesquisadores realizaram estudos comparativos de fssw e RSW para DP780 aços^8,9. Eles relataram que tempos de junção mais longos e velocidades de rotação de ferramenta mais elevadas resultaram em uma área de colagem aumentada para todos os mergulhos, o que levou a uma maior força de cisalhamento e deslocou o modo de interfacial para puxar para fora. Concluíram também que a FSSW tinha uma força maior que a RSW. O processo FSSW inclui 3 etapas: mergulhando, mexendo e retração. A primeira etapa é mergulhar com um pino da ferramenta da rotação perto da folha da junção de regaço e obstruída na folha. O ombro giratório da ferramenta no processo de fssw pode gerar o calor de fricção. Na segunda etapa, o calor pode amaciar a folha e facilitar a obstrução do pino da ferramenta na folha, assim como habitar nos materiais para agitar dois peças junto e misturar em torno da área do pino. Finalmente, a pressão da imprensa do ombro da ferramenta nos peças pode realçar a ligação. Após o processo de soldagem, o pino pode ser retirado do buraco da fechadura. Os benefícios de FSSW comparado com o RSW são uma temperatura de soldadura mais baixa, nenhum espirro, e mais estabilidade no processo de manufactura.

Mesmo que estudos sobre o FSSW de aços avançados de alta resistência (AHSS) tenham sido relatados por vários pesquisadores, estudos sobre o FSSW de DP590, DP600 e DP780 têm se concentrado na microestrutura e nos modelos mecânicos e de falha usando vários processos Parâmetros. No presente estudo, considerou-se o FSSW de aço DP780. O protocolo do processo de FSSW foi relatado em detalhe, e a dureza individual na zona do stir, a zona thermos-mecanicamente afetada, e a zona calor-afetada, assim como o metal baixo foram avaliados baseou na microdureza medida.

Com o crescimento contínuo e a demanda pesada para a redução de peso nas indústrias automotrizes e aeroespaciais, a indústria automotriz mostrou um interesse crescente em AHSS e em junções de regaço. Por exemplo, o corpo de aço convencional de um carro, em média, tem mais de 2.000 junções de volta da solda do ponto¹¹. Há 3 processos de soldadura comuns para as junções de regaço usadas na indústria, incluindo a soldadura do ponto da resistência, a soldadura do ponto do laser, e a soldadura do ponto da fricção¹². Uma maneira de diminuir o peso é usando aços avançados de alta resistência (AHSS). Os materiais mais populares são os aços de dupla fase e de plasticidade induzida por transformação (Trip), que estão sendo cada vez mais utilizados na indústria automotiva^13,14,15,16. Porque a indústria automotiva aumentou os padrões de força devido ao consumo de combustível melhorado e absorção de energia de colisão um peso reduzido do veículo, o uso de diferentes materiais e processos de soldagem está se tornando uma questão importante.

Protocol

1. preparação do material Nota: a máquina de 1,6 mm de espessura DP780 folhas em 40 mm x 125 mm cupons. As junções de FSSW são projetadas como espécimes da tesoura da volta para os testes mecânicos. Juntar 2 125 mm por folhas de 40 mm com uma sobreposição de 35 mm por 40 mm, seguindo a norma RSW NF ISO 18278-2; 2005. um projeto de geometria ferramenta de diamante policristalino com um ombro Cone truncado. O desenho da geometria é mostrado na Figura 1a. O …

Representative Results

Há um diagrama na Figura 3 que demonstra que o processo de soldagem por atrito de agitação é composto por 3 partes: mergulhando(figura 3E), mexendo (Figura 3F) e retraindo (Figura 3G). Em nossa pesquisa, o ponto de solda poderia ser gerado. A profundidade de penetração é um fator que foi avaliado. Na Figura 6a, o fssw cria o buraco da…

Discussion

O estágio de mergulhando é o mais importante durante o processo de FSSW. Sem calor suficiente atrito proveniente do ombro do pino para suavizar a peça de trabalho, o pino vai fractura. Geometria da ferramenta, velocidade de rotação, tempo de permanência e profundidade de penetração da ferramenta²⁶ os parâmetros do processo fssw desempenham um papel crítico na determinação da integridade articular. TPD e geometria da ferramenta²⁷ particularmente têm um efeito im…

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