Het genereren van Rondegewrichten via frictie roer puntlassen op DP780 Steel

Engineering

Your institution must subscribe to JoVE's Engineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Hier presenteren we een frictie Stir spot Welding (FSSW) protocol op Dual Phase 780 staal. Een gereedschaps speld met rotatie met hoge snelheid genereert warmte van wrijving om het materiaal te verzachten en vervolgens stort de pen in 2 blad gewrichten om het ronde gewricht te creëren.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Hsu, T. I., Tsai, M. H. Generating Lap Joints Via Friction Stir Spot Welding on DP780 Steel. J. Vis. Exp. (150), e58633, doi:10.3791/58633 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Frictie Stir spot Welding (FSSW), een afgeleide van frictie roer lassen (FSW), is een Solid-State lastechniek die werd ontwikkeld in 1991. Een industrie toepassing werd gevonden in de auto-industrie in 2003 voor de aluminiumlegering die werd gebruikt in de achterdeuren van auto's. Frictie Stir spot lassen wordt meestal gebruikt in al legeringen om rondegewrichten te creëren. De voordelen van frictie Stir spot lassen omvatten een bijna 80% smelttemperatuur die de thermische vervorming lassen verlaagt zonder te spetteren in vergelijking met weerstand puntlassen. Wrijving roer puntlassen omvat 3 stappen: plunderen, roeren en intrekken. In de huidige studie, andere materialen met inbegrip van hoge sterkte staal worden ook gebruikt in de wrijving roer lassen methode om gewrichten te creëren. DP780, waarvan het traditionele lasproces het gebruik van Resistance spot lassen omvat, is een van de vele hoge sterkte staalmaterialen die in de automobielindustrie worden gebruikt. In dit document werd DP780 gebruikt voor wrijvings roer puntlassen, en de microstructuur en micro hardheid werden gemeten. De microstructuur gegevens toonden aan dat er een fusie zone was met fijne korrel en een warmteeffect zone met eiland martensite. De resultaten van de micro hardheid gaven aan dat de middelste zone een grotere hardheid vertoonde in vergelijking met het basismetaal. Alle gegevens gaven aan dat het wrijvings roer puntlassen dat wordt gebruikt in Dual Phase Steel 780 een goede ronde verbinding kan creëren. In de toekomst kan wrijving roer puntlassen worden gebruikt in hoogwaardig staal lassen toegepast in industriële productieprocessen.

Introduction

Frictie roer lassen (FSW) werd voor het eerst gerapporteerd in 1991 bij TWI, Abington, UK1. In 2003 bepaalden Piccini en Svoboda een superieure methode voor het verbeteren van de voordelen van FSW, genaamd wrijving Stir spot Welding (FSSW) voor gebruik in commerciële autofabricage processen2. De FSSW methode omvat het creëren van een spot lap joint zonder bulk gebied smelten. De belangrijkste ontwikkeling voor het gebruik van FSSW is in aluminium legeringen als al legeringen vervormen in het lasproces onder hoge temperatuur omstandigheden. Het eerste succesvolle voorbeeld was in de auto-industrie, waar fssw werd gebruikt in de productie van de gehele achterdeur van de Mazda RX-81,3,4.

Ondertussen is hoogwaardig staal het dominante materiaal van het carrosserie, met name tweefasenstaal. De literatuur geeft aan dat DP600 geproduceerd met FSSW dezelfde eigenschappen kan hebben als het basismetaal, waar alle lasgebieden vergelijkbare microstructuren en hardheid5hebben. FSSW methoden voor het gebruik van DP staal op hun microstructuur van de roer zone (SZ), de Thermos-mechanisch aangetaste zone (TMAZ), en het falen model van DP590 en DP600 staal zijn bestudeerd door een paar onderzoekers. Zij observeerden verschillen in de consistentie van de microstructuur (ferriet, bainiet en martensite) van DP590 en DP600 staal bij verschillende rotatiesnelheden6,7,8,9,10. Sommige onderzoekers voerden vergelijkende studies van fssw en RSW voor DP780 staal8,9. Ze rapporteerden dat langere verbindingstijden en hogere gereedschaps rotatiesnelheden resulteerden in een groter hecht gebied voor alle Plunges, wat leidde tot een hogere schuifkracht en de modus verplaatste van Interfaciale naar pull out. Ze concludeerden ook dat FSSW een hogere sterkte had dan RSW. Het FSSW-proces omvat 3 stappen: plunderen, roeren en intrekken. De eerste stap is het plunderen met een Rotatiegereedschap PIN dicht bij het blad van de schoot gewricht en aangesloten op het blad. De roterende gereedschaps schouder in het FSSW-proces kan wrijvingswarmte opwekken. In de tweede stap kan de hitte het blad verzachten en het aansluiten van de gereedschappin in het blad vergemakkelijken, evenals in de materialen stilstaan om twee werkstukken samen te roeren en rond het pingebied te mengen. Tot slot kan de druk van de gereedschaps schouder druk op de werkstukken de hechting versterken. Na het lasproces kan de pin van de sleutelgat worden teruggetrokken. De voordelen van FSSW in vergelijking met RSW zijn een lagere lastemperatuur, geen spatten en meer stabiliteit in het productieproces.

Hoewel studies over de FSSW van geavanceerde hoge-sterkte staal (AHSS) zijn gemeld door verschillende onderzoekers, studies over de FSSW van DP590, DP600, en DP780 hebben gericht op de microstructuur en op de mechanische en falen modellen met behulp van verschillende proces Parameters. In de huidige studie werd de FSSW van DP780 Steel overwogen. Het Protocol van het FSSW-proces werd gedetailleerd gerapporteerd en de individuele hardheid in de roer zone, de door de Thermos-mechanisch aangetaste zone en de warmtebeïnvloede zone, evenals het basismetaal werden geëvalueerd op basis van de gemeten micro hardheid.

Met de voortdurende groei en de zware vraag naar gewichtsreductie in de automotive-en ruimtevaartindustrie, heeft de automobielindustrie steeds meer belangstelling getoond voor AHSS-en lap gewrichten. Bijvoorbeeld, de conventionele stalen carrosserie van een auto, gemiddeld, heeft meer dan 2.000 spot lassen lap gewrichten11. Er zijn 3 gangbare lasprocessen voor rondegewrichten die in de industrie worden gebruikt, waaronder weerstandslassen, laser vlekken lassen en frictie spot lassen12. Een manier om het gewicht te verlagen is met behulp van geavanceerde High-Strength staal (AHSS). De meest populaire materialen zijn Dual-Phase en transformatie-geïnduceerde plasticiteit (trip) staalsoorten, die steeds meer worden gebruikt in de auto-industrie13,14,15,16. Omdat de automobielindustrie de sterkte normen heeft verhoogd vanwege het verbeterde brandstofverbruik en de absorptie van de crash energie onder een verlaagd voertuiggewicht, wordt het gebruik van verschillende materialen en lasprocessen een belangrijke kwestie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. materiaal voorbereiding

Opmerking: machine de 1,6 mm dikke DP780 vellen in 40 mm x 125 mm coupons. De FSSW gewrichten zijn ontworpen als lap shear specimens voor de mechanische tests. Toetreden 2 125 mm door 40 mm vellen met een 35 mm door 40 mm overlap na RSW standaard NF ISO 18278-2; 2005. een geometrie ontwerp polykristallijne diamant tool met een afgeknotte kegel schouder. Het geometrie ontwerp wordt weergegeven in Figuur 1a. De diameter van de PIN is 5 mm; de lengte is 2,5 mm en de schouder breedte is 10 mm. De echte gereedschappin wordt weergegeven in afbeelding 1B.

  1. Veiligheidsrichtlijnen
    1. Gebruik apparaten zoals een kap of baffle, bril en handschoenen voor bescherming.
    2. Sta achter de motorkap of de baffle. Draag een bril en handschoenen om spat contact of hitteschade te voorkomen.
  2. Instelling van de FSSW-machine
    1. Vervaardiging van alle gewrichten met behulp van een MIRDC-gemaakt frictie roer lasser machine.
    2. Noteer de Z axiale kracht en penetratie diepte tijdens elke verbindings operatie met behulp van de embedded Data Acquisition (DAQ) systeem.
  3. Parameter instellingen
    1. In deze studie, gebruik maken van de volgende parameters: een gereedschap PIN rotatiesnelheid van 2.500 rpm, 4 s van gereedschap PIN dwelltijd, en een snelheid PF 0,5 mm/s van gereedschap PIN duik in het blad.
    2. Optimaliseer de parameters voor de operator. Het bereik van de rotatiesnelheid is 1.000-2.500 rpm. Het bereik van de dwelltijd kan zijn van 2-10 s, en de duik snelheid kan 0,1-0,5 mm/s zijn.

2. procedure

Opmerking: de werkruimte wordt weergegeven in afbeelding 2. Alle fabricage procedures worden in de werkruimte voltooid. Voordat de procedure, de lassen proces sequenties bestaan uit een combinatie van gereedschaps rotaties en penetratie diepten, evenals een reeks van sequenties met inbegrip van voor verwarming, plunderen, woning, retracting, en post Verwarming. Alle stappen worden weergegeven in afbeelding 3 in de vorm van een werkstroomdiagram.

  1. DP780 voorbereiding van het werkstuk
    1. Zorg er vóór het lasproces voor dat er geen onzuiverheden zijn die de werkstukken vervueren. Gebruik gebreide microvezel stoffen om het oppervlak van het werkstuk te vegen om kleine deeltjes te elimineren.
  2. Plaats het DP780 werkstuk en klem 2 DP780 vellen (Afmeting: 125 mm x 40 mm) met een overlap van 35 mm. Bevestig de schone werkstukken op een aambeeld om verschuiving te voorkomen.
  3. Zorg ervoor dat de PIN schoon is om onzuivere substraat verontreiniging te voorkomen. Gebruik gebreide microfiber stoffen om het oppervlak van de gereedschappin te vegen om kleine deeltjes te elimineren.
  4. Bevestig de pin met een klem op de machine.
    1. Schroef de gereedschappin weer strak op voor gereedschappin-opspanning.
    2. Let op de PIN opspan stap. Zorg ervoor dat de PIN strak in de machine geklemd wordt om gevaar te vermijden. Het roterende gereedschap wordt omgeven door een niet-roterende klemring waarmee de werkstukken vóór en tijdens het lassen stevig tegen elkaar worden gedrukt door een klemkracht toe te passen. De afbeelding in Figuur 3a toont de klemring die wordt gebruikt om de gereedschappin vast te stellen. Na deze stap wordt de productie weergegeven in het stroomdiagram.
    3. Zorg voor veiligheid.
    4. Bevestig dat de High-Speed rotatie PIN zonder een klemring losjes. Wanneer de gereedschappin op de machine wordt geplaatst, zorg er dan voor dat de gereedschapspen om veiligheidsredenen niet van de klem wordt gescheiden tijdens de rotatie. De gereedschappin gebruikt een lage rotatiesnelheid van 10 tot 100 rpm in 1 minuut. De snelheid kan versnellen van 100 naar 1.000 rpm binnen 1 minuut (Figuur 3b).
  5. Machine-instellingen
    1. Gebruik de volgende parameters: een rotatiesnelheid van 3.000 rpm, een verblijfsduur van 4 sec. en een duik snelheid van 0,5 mm/s (figuur 3c).
  6. Kalibreer de laslocatie (figuur 3D en het echte product zoals weergegeven in figuur 4a).
    1. Stel de speld in de roer machine. De afstand tussen de PIN en het werkstuk is kleiner dan 5 cm om de gezamenlijke locatie te kalibreren. Nadat de locatie is bevestigd, gaat u naar het lasproces.
  7. Tijdens het lassen, draag een bril en handschoenen om letsel te voorkomen.
    1. Begin het lasproces met het gereedschap onder hoge snelheid rotatie om de gereedschappin in het werkstuk te storten. Het gereedschap schouder contact de werkstukken en stopt de rotatie en trekt de PIN.
  8. Kelderen
    1. Zet de roer knop aan. Wanneer de machine opwarmt, bevestigt u dat de gereedschappin consistent werkt met een rotatiesnelheid van 2.500 rpm. Zorg ervoor dat de gereedschappin goed vastgeklemd is onder de hoge-snelheid rotatie bij 2.500 rpm. De PIN stort in de werkstukken onder een hoge snelheid rotatie en de schouder contact de werkstukken met een hoge hoeksnelheid (figuur 3e). Het echte product wordt weergegeven in figuur 4b.
  9. Roeren
    1. Terwijl de plunderen gereedschappin blijft roeren in het werkstuk, verzacht de interface van de PIN en het materiaal van de wrijvingswarmte om de korrel te creëren. Wanneer de schouder van de gereedschappin in contact komt met de bovenkant van het werkstuk, stop het proces omdat de hoge rotatie van de gereedschappin hoge temperaturen kan genereren. Het is belangrijk om beschermende uitrusting te dragen die de operationele veiligheid waarborgt (Zie figuur 3F.) Het echte product wordt weergegeven in figuur 4c.
  10. Zelfintrekbare
    1. Trek de gereedschappin in de verticale richting uit. Na de ingreep creëert de pin de sleutel-hole laspot in het ronde gewricht. Houd er rekening mee dat de wrijving Stir spot lassen stopt in deze stap (figuur 3G). Het echte product wordt weergegeven in figuur 4e.
  11. Verwijder de werkstukken.
    1. Schakel de machine uit.
    2. Nadat het lassen is voltooid, verwijder de werkstukken van het aambeeld. Let op de monsters voor scheuren en gebrek aan fusie.
    3. Verwijder de gereedschappin.
    4. Verwijder na de ingreep de gereedschappin van de klemring. Het uiterlijk van de gereedschappin wordt waargenomen en gecontroleerd (Figuur 5).

3. beoordeling van de mechanische eigenschappen

  1. Microscopie onderzoek van de FSSW lassen (figuur 3H)
    1. Microscopische monstervoorbereiding
    2. Meet het dwarsdoorsnede gebied van het verlijmde gebied met behulp van een optische Microscoop afbeelding en een secundaire elektronen beeldanalyse. Bereid de microscopische monsters met behulp van geaard siliciumcarbide papier met een korrelgrootte variërend van 200 tot 2.000 beginnend met een korrelgrootte van 200 en in volgorde toenemen. Poets de monsters met 0,03% aluminiumoxide en etch met een 4% nital furnished oplossing voor 7 – 10 s bij kamertemperatuur.
    3. Microscopie observatie
    4. Observeer en karakteriseren de microstructuren met behulp van optische microscopie en scanning elektronenmicroscopie. Gebruik een spanning van 20 kV en een werkafstand van 10 μm. Vanaf de optische microscopie kan elke kleine scheurlijn of gebrek aan een fusie zone worden bepaald. Gebruik Scanning elektronenmicroscopie om de martensiet en austeniet distributie en de korrelgrootte te analyseren.
  2. Micro hardheid
    1. Controleer de micro hardheid experimenten meer dan 3 keer. De waarden waren te klein om de standaarddeviatie duidelijk aan te duiden.
    2. Druk op de Vickers Diamond indenteerder met een 300 g testbelastingsmonster en 0,5 mm per test.
    3. Voer de microhardheid testen van de DP780 staalplaat met behulp van een microhardheid testmachine met een 300 g belasting en een vasthoudtijd van 15 s. De microhardheid testen onthulde de hardheid verdeling en de individuele hardheid waarden in de roer zone, de thermomechanische invloed zone, de warmtebeïnvloede zone, en in het basismetaal van de lassen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Er is een diagram in Figuur 3 dat aantoont dat het frictie roer punt lasproces bestaat uit 3 delen: plunderen (figuur 3e), roeren (figuur 3F), en intrekken (figuur 3G). In ons onderzoek kan de lasspot worden gegenereerd. De penetratie diepte is een factor die is geëvalueerd. In Figuur 6acreëert de FSSW het sleutelgat in het midden om het gewricht voor 2 vellen te maken. De meet diepte van het sleutelgat is van het blad tot aan het bodemoppervlak van de sleutelgat (Figuur 6b). De meetwaarden worden weergegeven in figuur 6c, waarvoor de instelwaarden 2 cm zijn en de reële waarden 1,92 tot 1,98 cm. In afbeelding 7toont de afbeelding de algemene weergave van de sleutelgat van de laspot in het DP780-blad. De analyse van de basis metalen microstructuur toonde martensiet Islands in een ferrietmatrix (figuur 8a). De microstructuren van de tmaz in de buurt van het sleutelgat vertonen een mengsel van naaldachtige martensiet en fijne aciculaire ferriet (figuur 8b,c). Het Roergebied rond de sleutelgat onthulde een fijnkorrelige martensiet en porositeit (figuur 8D).

Hsu et al.25 bestudeerde de hardheid van een basismetaal in vergelijking met de oorspronkelijke materiaaleigenschap. In het HAZ-interkritische gebied bleek de hardheids waarde in een bereik van ongeveer 310 tot 330 HV te liggen. De hardheid van TMAZ was ongeveer 360 hv. De hardheid in de roer zone van wrijvingsroerlassen is beduidend hoger dan in andere gebieden; de waarden bleken 370 HV te zijn (Figuur 9, aangepast van Hsu et al.25). Als het lasproces niet lukt, zullen er scheuren en een gebrek aan fusie in de laszone zijn.

Figure 1
Figuur 1. Een diagram van de gereedschappin.
a) de grootte en de geometrie van de gereedschappin (b) de eigenlijke gereedschappin Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 2
Figuur 2. Een diagram om de werkruimte te demonstreren. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 3
Figuur 3. Een stroomdiagram ter illustratie van het wrijvings roer punt lasproces.
(a) klem pinb) bevestigde veiligheid (c) machine-instelling bevestigd (d) kalibratie (e) plunderen (f) roeren (g) intrekken (h) validatie van de mechanische eigenschappen van de gewrichten Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 4
Figuur 4. Het lasproces. a) kalibratie (b) plunderen (c) roeren (d) intrekken Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 5
Figuur 5. Een diagram waarin de gebruikte pincode wordt weergegeven. De pinnen worden verbruikt bij hoge temperaturen. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 6
Figuur 6. Bevestiging van de dwelldiepte met een vergelijking van de instellingen.
a) de macro weergave van de FSSW die het sleutelgat creëert. b) een diagram waarin de diepten worden gemeten (c) de dieptes worden vastgesteld op 2 cm. De werkelijke meetwaarden variëren van 1,92 tot 1,98 cm. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 7
Figuur 7. Een totaalbeeld van het wrijving roer puntlassen. Het geanalyseerde gebied bevatte 4 delen: (I) basismetaal (II) HAZ (III) TMAZ, en (IV) de roer zone. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 8
Figuur 8. De microstructuur samenstelling van het gewricht gemaakt met behulp van FSSW. a) basismetaal: het basismetaal van de werkstukken bestaat uit DP 780 vellen. Het basismetaal vertoont geen verandering in materiaaleigenschappen (b) Haz: de thermische cyclus rond de lassite met warmteoverdracht. Haz-zone toont de martensiet-eilanden. c) tmaz: thermomechanisch beïnvloede zone rond de roer zone. De naaldachtige martensiet en fijne aciculaire ferriet die in de tmaz-zone worden weergegeven. d) roer zone: het in het lasproces gecreëerde pengat met de vorming van herkristallisatie korrels. Fijne korrel kleiner dan 10 μm verscheen in de roer zone. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 9
Figuur 9. De microhardheid waarden van het werkstuk onderzocht met behulp van een Vickers testmachine met een laadgewicht van 300 g werd vastgehouden voor 15 s. Dit cijfer is gewijzigd van Hsu et al.25. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

De kelderen fase is het belangrijkste tijdens het FSSW-proces. Zonder voldoende wrijvingswarmte afkomstig van de schouder van de speld om het werkstuk te verzachten, zal de PIN breken. Gereedschaps geometrie, rotatiesnelheid, dwelltijd en gereedschaps penetratie diepte26 parameters van het FSSW-proces spelen een cruciale rol bij het bepalen van de gewrichts integriteit. TPD en gereedschaps geometrie27 hebben met name een belangrijk effect op de lasbaarheid en de gewrichts eigenschappen.

De geometrie van de pinnen was cilindrisch, whorl, MX Triflute, uitlopende-Triflute, A-Skew, en re-roer ontworpen door TWI28. Ze zijn geschikt voor stomplassen, maar niet voor lap lassen omdat de gereedschaps beweging en het laskoppel kunnen worden verminderd door de doorkruisen die door het intense roeren wordt veroorzaakt. Uitlopende-Trifluit, A-Skew, en re-roer gereedschap pinnen zijn geschikt voor het lassen van de schoot; het ontwerp is bedoeld om het slagvolume van de PIN te vergroten om het Roergebied uit te breiden tot een breder bewerkt lap gewricht29. Ondertussen genereert wrijving tijdens FSSW warmte op de interface van het roterende gereedschap en het werkstuk. De geometrie van het gereedschap en de FSSW-parameters beïnvloeden de sterkte van de FSSW-lassen4. De tool schouder en PIN zijn de belangrijkste onderdelen van de FSSW tool5. De PIN genereert wrijvingswarmte, vervormt het materiaal eromheen en roert het verwarmde materiaal6. De maat7, hoek8, draad oriëntatie9, lengte10 en profiel11 van de PIN is afhankelijk van Nugget vorming. Ondertussen genereert de gereedschaps schouder warmte tijdens het FSSW-proces, smekt het verwarmde materiaal, voorkomt materiële uitzetting en assisteert het materiaal beweging rond de tool12. De grootte en de holte van de schouder zijn ook belangrijke factoren in wrijving roer puntlassen13.

De PIN materialen bestaan uit de volgende componenten: 12% CR staal, koolstofarme staal, mo en W legering, W legering, polykristallijne kubieke boornitride (PCBN), en polykristallijne kubieke boor. Omdat de gereedschapsslijtage plaatsvond in de stort periode in het beginstadium van het lassen, was gereedschaps vervorming en wrijvend slijtage in het gereedschap te vinden. Dit probleem kan worden opgelost door te kiezen voor een geschikt materiaal voor de PIN die hard is en kan bestand zijn tegen verhoogde temperaturen in vergelijking met de werkstukken voor het verhogen van de levensduur van het gereedschap. In ons onderzoek gebruikten we de polycristal Diamond om het werkstuk te lassen.

De lengte van de PIN en de penetratie diepte zijn ook factoren die de maximale belasting in het lasproces kunnen beïnvloeden. Er is aangegeven dat er een verhoogde gereedschaps penetratie diepte en verlaagde PIN-lengte zal zijn, resulterend in een hogere2.

De rotatiesnelheid is een belangrijke factor die leidt tot het vastzetten van de wrijving op de werkstukken om het lasproces te starten. Een snelheid variërend van 300-1000 rpm kan worden gebruikt voor het detecteren van de piek temperatuur van ongeveer 430 tot 470 ° c in het lascentrum zone. Ver van het lasgebied vertoonde de warmteeffect zone een afname van de temperatuur tot 350 °C voor de al-legering (6061Al-T6)30. Vanuit andere referenties kan de wrijvings situatie bij een lage rotatiesnelheid met een stok op hoge snelheden transformeren naar een stick/slip. De rotatiesnelheid is de belangrijkste factor die leidt tot het opwekken van de warmte die nodig is om het werkstuk te smeden. In het verleden zijn studies gericht op al Alloy. Echter, in onze studie, de focus ligt op DP Steel. Er is geen Testwaarde waarmee de temperatuur wordt geïdentificeerd. Echter, op basis van het feit dat de microstructuur op het middenlijn tentoongesteld fijne graan martensite, kan worden afgeleid dat de ondergrond temperatuur de AC3-standaard overschreden.

De studie van FSSW-werkstukken in het verleden heeft zich geconcentreerd op aluminium legeringen omdat lage smelttemperatuur bij metaal lassen leidt tot misvormingen en lage sterkte die moeten worden bevestigd via FSSW. Sinds de ontwikkeling van de FSSW zijn er verschillende materialen gebruikt, waaronder lichtgewicht staal. Verschillende soorten DP staal gelast met al legeringen zijn nieuwe gebieden voor onderzoek. Op basis van commerciële toepassingen kan de FSSW een nuttige methode zijn voor verschillende componenten legeringen die worden gebruikt in de industriële productie vanwege besparingen in termen van tijd en kosten.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

We danken Dr. K. C. Yang in de China-Steel Company voor materiële ondersteuning en willen onze dankbaarheid uitspreken aan Mr. L.D. Wang, C. K. Wang en B. Y. Hong bij de MIRDC voor hulp bij de experimentele FSSW. Dit onderzoek werd gesteund door het Metal Industries Research & Development Centre, Kaohsiung, Taiwan, ROC.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
anvil MIRDC made by MIRDC
DP780 China steel Corporation CSC DP780
stir spot welder machine MIRDC made by MIRDC
tool pin KINIK COMPANY DBN2B005B

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mazda. 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).
  2. 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).
  3. Iwashita, T. Method and Apparatus for joining. USA patent US6601751B2 (2003).
  4. Allen, C. D., Arbegast, W. J. Evaluation of Friction Spot Welds in Aluminium Alloys. SAE Technical. No 2005-2001-1252 (2005).
  5. Feng, Z., et al. Friction Stir Spot Welding of Advanced HighStrength Steels - a Feasibility Study. SAE 2005 Congress, SAE-International, Detroit, MI, Technical Paper No 2005-2001-1248 (2005).
  6. 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).
  7. Feng, Z., et al. Friction stir spot welding of advanced high-Strength steels-a feasibility study. SAE Technical Paper Series 2005-01-1248. (2005).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Esther, T. A., Stephen, A. A. Trends in Welding Research 2012: Proceedings of the 9th International Conference. Materials Characterisation of Friction Stir Processed 6082 Aluminum Alloy. DebRoy, T., et al. ASM Press. Chicago, IL. 548-551 (2012).
  14. 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).
  15. Schultz, R. A. Metallic materials trends for north American light vehicles. American Iron and Steel Institute. Michigan, US. Power point presentation of great designs in steel seminar (2007).
  16. Horvath, C. Material challenges facing the automotive and steel industries from globalization. American Iron and Steel Institute, Michigan, USAmerican Iron and Steel Institute. Michigan, US. Power point presentation of great designs in steel seminar (2007).
  17. 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).
  18. 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).
  19. Ma, C., et al. Microstructure and fracture characteristics of spot-welded DP600 steel. Materials Science and Engineering: A. 485, (1), 334-346 (2008).
  20. 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).
  21. 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).
  22. Wilson, R. B., Fine, T. E. Fatigue behavior of spot welded high strength joints. SAE Technical Paper Series 1981-02-01. (1981).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. Tang, W., Guo, X., McClure, J., Murr, L., Nunes, A. C. Heat Input and Temperature Distribution in Friction Stir Welding. 7, (1998).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics