Les exigences de réduction de poids dans l’industrie automobile ont généré un intérêt croissant pour les joints de tour et les aciers avancés à haute résistance, ou AHSS. Toutefois, les joints de soudage ponce AHSS ont des difficultés pour la fiabilité des procédés. Les avantages du soudage de tache d’agitation de frottement, ou FSSW, comparés au soudage de tache de résistance sont une température inférieure de soudure, aucune éclaboussure, et plus la stabilité dans le processus de fabrication.
Cheng Chia-Ping et Hsu Hao, étudiants diplômés de mon laboratoire, feront la démonstration de la procédure. Au cours de cette procédure, portez des lunettes et des gants pour éviter tout contact avec les éclaboussures ou les dommages causés par la chaleur. Tenez-vous également derrière le capot ou la déroute pour la protection.
Fabriquez tous les joints à l’aide d’une machine à souder à friction. Enregistrez la force z-axianale et la profondeur de pénétration lors de chaque opération d’assemblage à l’aide du système d’acquisition de données embarqué. Réglez une vitesse de rotation de la goupille d’outils de 25 000 RPM, un temps de soudure de broches à outils de quatre secondes et une vitesse de 0,5 millimètre par seconde de goupille d’outil plongez dans la feuille.
Optimisez les paramètres pour l’opérateur. La plage de la vitesse de rotation est de 1000 à 2500 RPM. La portée du temps de vie peut être de deux à 10 secondes et le taux de chute peut être de 0,1 à 0,5 millimètre par seconde.
Avant le processus de soudage, assurez-vous qu’il n’y a pas de substrats d’impureté contaminant les pièces de travail. Essuyez la surface de la pièce de travail avec des tissus de microfibre tricotés pour éliminer les petites particules. Placez les pièces de travail DP 780 et serrez les feuilles tWo DP 780 avec un chevauchement de 35 millimètres.
Fixer les pièces de travail propres sur une enclume pour éviter le déplacement. Assurez-vous que la goupille est propre pour éviter la contamination du substrat impur. Utilisez des tissus en microfibre tricotés pour essuyer la surface de la goupille de l’outil.
Pour fixer la goupille avec une pince sur la machine, première vis sur la goupille d’outil étroitement. Faites attention à l’étape de serrage de goupille. Assurez-vous que la goupille est serrée dans la machine pour éviter tout danger.
L’outil rotatif est entouré d’un anneau de serrage non rotatif, avec lequel les pièces de travail sont pressées fermement les unes contre les autres avant et pendant le soudage en appliquant une force de serrage. Confirmez que la goupille de rotation à grande vitesse sans anneau de pince se desserre. Lorsque la goupille de l’outil est placée sur la machine, assurez-vous que la goupille de l’outil ne se sépare pas de la pince pendant la rotation pour des raisons de sécurité.
La goupille d’outils utilise un faible taux de rotation de 10 à 100 RPM en une minute. La vitesse peut accélérer de 100 à 1000 RPM en une minute. Réglez la machine à une vitesse de rotation de 3000 RPM, une demeure de quatre secondes, et une vitesse de plongeon de 0,5 millimètre par seconde.
Calibrez l’emplacement de soudure et le vrai produit. Placez la goupille dans la machine à souder remuer. L’écart entre la goupille et la pièce de travail est plus petit que cinq centimètres pour calibrer l’emplacement commun.
Une fois l’emplacement confirmé, passez au processus de soudure. Commencez le processus de soudage avec l’outil en rotation à grande vitesse pour plonger la goupille d’outils dans la pièce de travail. L’épaule de l’outil entre en contact avec les pièces de travail, arrête la rotation et rétracte la goupille.
Pour plonger, allumez d’abord le bouton d’agitation. Lorsque la machine se réchauffe, confirmez que la goupille fonctionne constamment à une vitesse de rotation de 2 500 RPM. Assurez-vous que la goupille de l’outil est bien serrée sous la rotation à grande vitesse à 2500 RPM.
La goupille plonge dans les pièces de travail sous une rotation à grande vitesse et l’épaule entre en contact avec les pièces de travail à une vitesse angulaire élevée. Pendant que la goupille d’outil plongée continue à remuer dans la pièce de travail, adoucissez l’interface de la goupille et du matériel de la chaleur de frottement pour créer le grain. Lorsque l’épaule de la goupille d’outils entre en contact avec le haut de la pièce de travail, arrêtez le processus parce que la rotation élevée de la goupille de l’outil peut générer des températures élevées.
Il est important de porter un équipement de protection qui assure la sécurité opérationnelle. Dessinez la goupille d’outils dans la direction verticale. Après la procédure, la goupille crée l’endroit de soudure de trou de clé dans l’articulation de tour.
Notez que la soudure de tache de frottement s’arrête dans cette étape. Éteignez la puissance de la machine. Une fois le soudage terminé, retirer les pièces de travail de l’enclume.
Observez les échantillons pour les fissures et le manque de fusion. Après la procédure, retirez la goupille de l’anneau de pince. L’apparence de la goupille d’outil est observée et vérifiée avant l’évaluation mécanique des biens décrite dans le protocole de texte.
Le soudage de tache de frottement crée le trou de clé au centre des feuilles de DP 780 pour créer l’articulation pour deux feuilles. La profondeur de la fosse du trou clé est mesurée du dessus de la feuille à la surface inférieure du trou clé. Les valeurs de mesure de profondeur de la houle sont indiquées, pour lesquelles les valeurs de réglage sont de deux centimètres et les valeurs réelles sont de 1,92 à 1,98 centimètres.
Cette image montre la vue globale du trou clé de l’endroit de soudage dans la feuille DP 780. La zone analysée contenait quatre parties, le métal de base, la zone affectée par la chaleur, la zone thermos-mécaniquement affectée et la zone d’agitation. L’analyse de la microstructure des métaux communs ne montre aucun changement dans les propriétés des matériaux.
La zone touchée par la chaleur présente les îles martensites. Les microstructures de la zone thermos-mécaniquement affectée près du trou clé sont caractérisées par un mélange de martensite en forme d’aiguille et de ferrite acicular fin, tandis que la région d’agitation autour du trou clé révèle une martensite et une porosité à grain fin. Le soudage de tache de frottement des joints de tour de soudure d’AHSS a un grand potentiel.
En moyenne, la carrosserie en acier conventionnel d’une voiture a plus de 2000 joints de soudure spot. Suivant cette procédure, les matériaux et la géométrie de conception de la goupille d’outil peuvent être exécutés pour les joints durs de tour. Une durée de vie plus longue sera la demande de ce processus.
