Name: generating lap joints via friction stir spot welding on dp780 steel
Uploaded: 2019-08-13T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Generating Lap Joints Via Friction Stir Spot Welding on DP780 Steel at JoVE.com

Wir danken Dr. K. C. Yang von der China-Steel Company für die materielle Unterstützung und möchten Herrn L.D. Wang, C. K. Wang und B. Y. Hong am MIRDC für die Unterstützung des experimentellen FSSW danken. Diese Forschung wurde vom Metal Industries Research and Development Centre, Kaohsiung, Taiwan, ROC unterstützt.

1. Materialaufbereitung
HINWEIS: Maschine die 1,6 mm dicken DP780 Blätter in 40 mm x 125 mm Coupons. Die FSSW-Verbindungen sind als Rundenscherproben für die mechanischen Prüfungen konzipiert. Verbinden Sie zwei 125 mm x 40 mm Bleche mit einer Überlappung von 35 mm x 40 mm nach RSW-Norm NF ISO 18278-2; 2005. Ein Geometrie-Design polykristallines Diamantwerkzeug mit abgeschnittener Kegelschulter. Der Geometrieentwurf ist in Abbildung 1adargestellt. Der Durchmesse...

<ol>
	<li>. Mazda Develops World&#8217;s First Aluminum Joining Technology Using Friction Heat Available from: <a target="_blank" href="https://www2.mazda.com/en/publicity/release/archive/2003/200302/0227e.html">https://www2.mazda.com/en/publicity/release/archive/2003/200302/0227e.html</a> (2003)</li><li>Piccini, J. M., Svoboda, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pin+length+on+Friction+Stir+Spot+Welding+(FSSW)+of+dissimilar+Aluminum-steel+joints.">Effect of pin length on Friction Stir Spot Welding (FSSW) of dissimilar Aluminum-steel joints.</a> Procedia Materials Science. 9, 504-513 (2015).</li><li>Iwashita, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Method and Apparatus for joining. , (2003).</li><li>Allen, C. D., Arbegast, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Friction+Spot+Welds+in+Aluminium+Alloys.">Evaluation of Friction Spot Welds in Aluminium Alloys.</a> SAE Technical. , (2005).</li><li>Feng, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Friction Stir Spot Welding of Advanced HighStrength Steels - a Feasibility Study. , (2005).</li><li>Miles, M. P., Nelson, T. W., Steel, R., Olsen, E., Gallagher, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+friction+stir+welding+conditions+on+properties+and+microstructures+of+high+strength+automotive+steel.">Effect of friction stir welding conditions on properties and microstructures of high strength automotive steel.</a> Science and Technology of Welding and Joining. 14 (3), 228-232 (2009).</li><li>Feng, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Friction+stir+spot+welding+of+advanced+high-Strength+steels-a+feasibility+study.">Friction stir spot welding of advanced high-Strength steels-a feasibility study.</a> SAE Technical Paper Series 2005-01-1248. , (2005).</li><li>Santella, M., Hovanski, Y., Frederick, A., Grant, G., Dahl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Friction+stir+spot+welding+of+DP780+carbon+steel.">Friction stir spot welding of DP780 carbon steel.</a> Science and Technology of Welding and Joining. 15 (4), 271-278 (2010).</li><li>Saunders, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Joint+strength+in+high+speed+friction+stir+spot+welded+DP+980+steel.">Joint strength in high speed friction stir spot welded DP 980 steel.</a> International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 15 (5), 841-848 (2014).</li><li>Khan, M. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resistance+and+friction+stir+spot+welding+of+DP600:+a+comparative+study.">Resistance and friction stir spot welding of DP600: a comparative study.</a> Science and Technology of Welding and Joining. 12 (2), 175-182 (2007).</li><li>Sarkar, R., Sengupta, S., Pal, T. K., Shome, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstructure+and+Mechanical+Properties+of+Friction+Stir+Spot-Welded+IF/DP+Dissimilar+Steel+Joints.">Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir Spot-Welded IF/DP Dissimilar Steel Joints.</a> Metallurgical and Materials Transactions A. 46 (11), 5182-5200 (2015).</li><li>Yang, X. W., Fu, T., Li, W. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Friction+Stir+Spot+Welding:+A+Review+on+Joint+Macro-+and+Microstructure,+Property,+and+Process+Modelling.">Friction Stir Spot Welding: A Review on Joint Macro- and Microstructure, Property, and Process Modelling.</a> Advances in Materials Science and Engineering. 2014, 11 (2014).</li><li>Esther, T. A., Stephen, A. A., DebRoy, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trends+in+Welding+Research+2012:+Proceedings+of+the+9th+International+Conference.">Trends in Welding Research 2012: Proceedings of the 9th International Conference.</a> Materials Characterisation of Friction Stir Processed 6082 Aluminum Alloy. , 548-551 (2012).</li><li>Ghosh, P. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Weld+Thermal+Cycle+on+Properties+of+Flash+Butt+Welded+Mn-Cr-Mo+Dual+Phase+Steel.">Influence of Weld Thermal Cycle on Properties of Flash Butt Welded Mn-Cr-Mo Dual Phase Steel.</a> ISIJ International. 33 (7), 807-815 (1993).</li><li>Schultz, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Metallic materials trends for north American light vehicles. , (2007).</li><li>Horvath, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Material challenges facing the automotive and steel industries from globalization. , (2007).</li><li>Pouranvari, M., Marashi, S. P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+review+of+automotive+steels+spot+welding:+process,+structure+and+properties.">Critical review of automotive steels spot welding: process, structure and properties.</a> Science and Technology of Welding and Joining. 18 (5), 361-403 (2013).</li><li>Khan, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Welding+behaviour,+microstructure+and+mechanical+properties+of+dissimilar+resistance+spot+welds+between+galvannealed+HSLA350+and+DP600+steels.">Welding behaviour, microstructure and mechanical properties of dissimilar resistance spot welds between galvannealed HSLA350 and DP600 steels.</a> Science and Technology of Welding and Joining. 14 (7), 616-625 (2009).</li><li>Ma, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstructure+and+fracture+characteristics+of+spot-welded+DP600+steel.">Microstructure and fracture characteristics of spot-welded DP600 steel.</a> Materials Science and Engineering: A. 485 (1), 334-346 (2008).</li><li>Hilditch, T. B., Speer, J. G., Matlock, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+susceptibility+to+interfacial+fracture+on+fatigue+properties+of+spot-welded+high+strength+sheet+steel.">Effect of susceptibility to interfacial fracture on fatigue properties of spot-welded high strength sheet steel.</a> Materials &#38; Design. 28 (10), 2566-2576 (2007).</li><li>Yan, B., Zhu, H., Lalam, S. H., Baczkowski, S., Coon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spot+Weld+Fatigue+of+Dual+Phase+Steels.">Spot Weld Fatigue of Dual Phase Steels.</a> SAE Technical Paper Series 2004-01-0511. , (2004).</li><li>Wilson, R. B., Fine, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fatigue+behavior+of+spot+welded+high+strength+joints.">Fatigue behavior of spot welded high strength joints.</a> SAE Technical Paper Series 1981-02-01. , (1981).</li><li>Sun, X., Stephens, E. V., Khaleel, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Engineering Failure Analysis. 15 (4), 356-367 (2008).</li><li>Pouranvari, M., Mousavizadeh, S. M., Marashi, S. P. H., Goodarzi, M., Ghorbani, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Materials &#38; Design. 32 (3), 1390-1398 (2011).</li><li>Hsu, T. -. I., Wu, L. -. T., Tsai, M. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resistance+and+friction+stir+spot+welding+of+dual-phase+(DP+780)&#8212;a+comparative+study.">Resistance and friction stir spot welding of dual-phase (DP 780)&#8212;a comparative study.</a> The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. , (2018).</li><li>Piccini, J. M., Svoboda, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+the+tool+penetration+depth+in+Friction+Stir+Spot+Welding+(FSSW)+of+dissimilar+aluminum+alloys.">Effect of the tool penetration depth in Friction Stir Spot Welding (FSSW) of dissimilar aluminum alloys.</a> Procedia Materials Science. 8, 868-877 (2015).</li><li>Aissani, M., Gachi, S., Boubenider, F., Benkedda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+Optimization+of+Friction+Stir+Welding+Tool.">Design and Optimization of Friction Stir Welding Tool.</a> Materials and Manufacturing Processes. 25 (11), 1199-1205 (2010).</li><li>Zhang, Y. N., Cao, X., Larose, S., Wanjara, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+tools+for+friction+stir+welding+and+processing.">Review of tools for friction stir welding and processing.</a> Canadian Metallurgical Quarterly. 51 (3), 250-261 (2013).</li><li>Nandan, R., DebRoy, T., Bhadeshia, H. K. D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+friction-stir+welding+&#8211;+Process,+weldment+structure+and+properties.">Recent advances in friction-stir welding &#8211; Process, weldment structure and properties.</a> Progress in Materials Science. 53 (6), 980-1023 (2008).</li><li>Tang, W., Guo, X., McClure, J., Murr, L., Nunes, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Heat Input and Temperature Distribution in Friction Stir Welding. 7, (1998).</li></ol>

Die Sturzphase ist die wichtigste während des FSSW-Prozesses. Ohne genügend Reibungswärme, die von der Schulter des Stifts kommt, um das Werkstück zu erweichen, wird der Stift brechen. Werkzeuggeometrie, Rotationsgeschwindigkeit, Verweilzeit und Werkzeugeindringtiefe26 Parameter des FSSW-Prozesses spielen eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Gelenkintegrität. TPD und Werkzeuggeometrie27 haben insbesondere einen wichtigen Einfluss auf die Schweißbarkeit und ...

Das Reibungsrührschweißen (FSW) wurde erstmals 1991 bei TWI, Abington, UK1gemeldet. Im Jahr 2003 ermittelten Piccini und Svoboda ein überlegenes Verfahren zur Verbesserung der Vorteile von FSW, dem sogenannten Reibungsrührpunktschweißen (FSSW) für den Einsatz in kommerziellen Automobilherstellungsprozessen2. Die FSSW-Methode beinhaltet die Schaffung eines Punkt-Rundengelenks ohne Schüttgutschmelzen. Die wichtigste Entwicklung für den Einsatz von FSSW war in Aluminiumlegierungen, da sich Al-Legierungen im Schweißprozess unter Hochtemperaturbedingungen verformen. Das erste erfolgreiche Beispiel war in der Automobilindustrie, wo FSSW in der Herstellung der gesamten Hintertür des Mazda RX-81,3,4verwendet wurde.
Inzwischen ist hochfester Stahl das dominierende Material der Karosserie, insbesondere Zweiphasenstahl. Die Literatur weist darauf hin, dass DP600, das mit FSSW hergestellt wird, die gleichen Eigenschaften wie das Grundmetall haben kann, wo alle Schweißbereiche ähnliche Mikrostrukturen und Härtegradehaben 5. FSSW-Methoden zur Verwendung von DP-Stahl auf ihrer Mikrostruktur der Rührzone (SZ), der thermomechanisch betroffenen Zone (TMAZ) und dem Fehlermodell von DP590- und DP600-Stahl wurden von einigen Forschern untersucht. Sie beobachteten Unterschiede in der Konsistenz der Mikrostruktur (Ferrit, Köderit und Marderit) von DP590 und DP600 Stahl bei verschiedenen Drehzahlen6,7,8,9,10. Einige Forscher führten vergleichende Studien mit FSSW und RSW für DP780-Stahl8,9durch. Sie berichteten, dass längere Fügezeiten und höhere Werkzeugdrehgeschwindigkeiten zu einer erhöhten Verklebungsfläche für alle Tauchgänge führten, was zu einer höheren Scherkraft führte und den Modus von der Grenzfläche auf das Herausziehen verlagerte. Sie kamen auch zu dem Schluss, dass FSSW eine höhere Festigkeit als RSW hatte. Der FSSW-Prozess umfasst 3 Schritte: Tauchen, Rühren und Zurückziehen. Der erste Schritt ist das Tauchen mit einem Rotationswerkzeugstift in der Nähe des Blattes des Rundengelenks und in das Blatt gesteckt. Die rotierende Werkzeugschulter im FSSW-Prozess kann Reibungswärme erzeugen. Im zweiten Schritt kann die Wärme das Blech erweichen und das Einstecken des Werkzeugstifts in das Blech erleichtern sowie in den Materialien verweilen, um zwei Werkstücke zusammenzurühren und den Stiftbereich zu mischen. Schließlich kann der Druck durch die Werkzeugschulterpresse auf die Werkstücke die Verklebung verbessern. Nach dem Schweißvorgang kann der Stift aus dem Schlüsselloch zurückgezogen werden. Die Vorteile von FSSW im Vergleich zu RSW sind eine niedrigere Schweißtemperatur, kein Spritzen und mehr Stabilität im Herstellungsprozess.
Obwohl Studien über die FSSW von fortgeschrittenen hochfesten Stählen (AHSS) von verschiedenen Forschern berichtet wurden, konzentrierten sich Studien über die FSSW von DP590, DP600 und DP780 auf die Mikrostruktur und auf die mechanischen und Fehlermodelle mit verschiedenen Verfahren. rahmen. In der vorliegenden Studie wurde die FSSW aus DP780-Stahl berücksichtigt. Das Protokoll des FSSW-Prozesses wurde detailliert berichtet, und die individuelle Härte in der Rührzone, der thermomechanisch beeinflussten Zone und der wärmebeeinflussten Zone sowie des Grundmetalls wurden anhand der gemessenen Mikrohärte bewertet.
Mit dem kontinuierlichen Wachstum und der hohen Nachfrage nach Gewichtsreduktion in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie zeigt die Automobilindustrie ein wachsendes Interesse an AHSS und Rundenverbindungen. Zum Beispiel hat die herkömmliche Stahlkarosserie eines Autos im Durchschnitt mehr als 2.000 Punktschweißrundenverbindungen11. Es gibt 3 gängige Schweißverfahren für Rundenverbindungen, die in der Industrie verwendet werden, einschließlich Widerstandspunktschweißen, Laserpunktschweißen und Reibpunktschweißen12. Eine Möglichkeit, das Gewicht zu verringern, ist die Verwendung fortschrittlicher hochfester Stähle (AHSS). Die beliebtesten Werkstoffe sind zweiphasige und transformationsinduzierte Plastizitätsstähle(TRIP), die zunehmend in der Automobilindustrie 13,14,15,16eingesetzt werden. Da die Automobilindustrie die Festigkeitsstandards aufgrund des verbesserten Kraftstoffverbrauchs und der Crash-Energieaufnahme unter einem verringerten Fahrzeuggewicht erhöht hat, wird der Einsatz unterschiedlicher Materialien und Schweißverfahren zu einem wichtigen Thema.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>anvil</td>
			<td>MIRDC</td>
			<td></td>
			<td>made by MIRDC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DP780</td>
			<td>China steel Corporation</td>
			<td>CSC DP780</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>stir spot welder machine</td>
			<td>MIRDC</td>
			<td></td>
			<td>made by MIRDC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tool pin</td>
			<td>KINIK COMPANY</td>
			<td>DBN2B005B</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

generating lap joints via friction stir spot welding on dp780 steel

Das Reibstichpunktschweißen (FSSW), ein Derivat des Reibrührschweißens (FSW), ist eine Festkörperschweißtechnik, die 1991 entwickelt wurde. Für die Aluminiumlegierung, die in den Hintertüren von Automobilen verwendet wurde, wurde 2003 in der Automobilindustrie eine Branchenanwendung gefunden. Reibungsrührpunktschweißen wird hauptsächlich in Al-Legierungen verwendet, um Rundenverbindungen zu erzeugen. Zu den Vorteilen des Reib-Rührpunktschweißens gehört eine Schmelztemperatur von fast 80 %, die die thermischen Verformungsschweißnähte senkt, ohne zu spritzen, verglichen mit dem Widerstandspunktschweißen. Das Reibungs-Rührpunktschweißen umfasst 3 Schritte: Tauchen, Rühren und Zurückziehen. In der vorliegenden Studie werden auch andere Werkstoffe, darunter hochfester Stahl, im Reibrührschweißverfahren zur Herstellung von Fugen verwendet. DP780, dessen traditionelles Schweißverfahren den Einsatz von Widerstandspunktschweißen beinhaltet, ist eines von mehreren hochfesten Stahlwerkstoffen, die in der Automobilindustrie verwendet werden. In diesem Papier wurde DP780 für das Reib-Rührpunktschweißen verwendet, und seine Mikrostruktur und Mikrohärte wurden gemessen. Die Mikrostrukturdaten zeigten, dass es eine Fusionszone mit feinem Korn und eine Wärmewirkungszone mit Inselmarderit gab. Die Ergebnisse der Mikrohärte zeigten, dass die Mittelzone im Vergleich zum Grundmetall einen höheren Härtegrad aufwies. Alle Daten deuteten darauf hin, dass das in zweiphasigem Stahl 780 verwendete Reibungsrührpunktschweißen eine gute Rundenverbindung erzeugen kann. In Zukunft kann das Reibrührpunktschweißen in hochfesten Stahlschweißen eingesetzt werden, die in industriellen Fertigungsprozessen eingesetzt werden.

Es gibt ein Diagramm in Abbildung 3, das zeigt, dass der Reibungsrührpunktschweißprozess aus 3 Teilen besteht: Tauchen (Abbildung 3e), Rühren (Abbildung 3f) und Einziehen (Abbildung 3g). In unserer Forschung konnte der Schweißfleck erzeugt werden. Die Eindringtiefe ist ein Faktor, der ausgewertet wurde. In Abbildung 6aerstellt die FSSW d...

Watch this Scientific Journal Video about Generating Lap Joints Via Friction Stir Spot Welding on DP780 Steel at JoVE.com

Generating Lap Joints Via Friction Stir Spot Welding on DP780 Steel

Hier präsentieren wir ein Reibungsrührpunktschweißen (FSSW) Protokoll auf Zweiphasen-Stahl 780. Ein Werkzeugstift mit Hochgeschwindigkeitsdrehung erzeugt Wärme aus Reibung, um das Material zu erweichen, und dann taucht der Stift in 2 Blattverbindungen, um das Rundengelenk zu erzeugen.

Erzeugung von Rundengelenken über Friction Stir Spot Welding auf DP780 Stahl

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry ...

Die Gewichtsreduktionsanforderungen in der Automobilindustrie haben ein wachsendes Interesse an Rundenverbindungen und den fortschrittlichen hochfesten Stählen oder AHSS geweckt. AHSS-Punktschweißverbindungen haben jedoch Herausforderungen für die Prozesssicherheit. Die Vorteile des Reib-Rührpunktschweißens (FSSW) im Vergleich zum Widerstandspunktschweißen sind eine niedrigere Schweißtemperatur, kein Spritzer und die Stabilität im Herstellungsprozess.Demonstriert wird das Verfahren von Cheng Chia-Ping und Hsu Hao, Absolventen meines Labors. Tragen Sie während dieses Verfahrens eine Brille und Handschuhe, um Spritzkontakt oder Hitzeschäden zu verhindern. Auch hinter der Haube oder der Baffle zum Schutz stehen.Herstellung aller Gelenke mit einer Reibungsrührschweißmaschine. Zeichnen Sie die Z-Axialkraft und Eindringtiefe bei jedem Fügevorgang mit dem eingebetteten Datenerfassungssystem auf. Legen Sie eine Werkzeugstiftdrehzahl von 25 000 Umdrehungen pro Minute, eine Werkzeugstiftschweißzeit von vier Sekunden und eine Geschwindigkeit von 0,5 Millimetern pro Sekunde Werkzeugstift-Absturz in das Blatt fest.Optimieren Sie die Parameter für den Operator. Der Bereich der Drehzahl beträgt 1.000 bis 2 500 RPM. Die Reichweite der Verweilzeit kann zwischen zwei und 10 Sekunden betragen und die Tauchgeschwindigkeit kann 0,1 bis 0,5 Millimeter pro Sekunde betragen.Stellen Sie vor dem Schweißvorgang sicher, dass keine Verunreinigungssubstrate die Werkstücke verunreinigen. Wischen Sie die Oberfläche des Werkstücks mit gestrickten Mikrofasergeweben ab, um kleine Partikel zu eliminieren. Platzieren Sie die DP 780 Werkstücke und klemmen sie mit einer Überlappung von 35 Millimetern.Befestigen Sie die sauberen Werkstücke auf einem Amboss, um Eine Verschiebung zu verhindern. Stellen Sie sicher, dass der Stift sauber ist, um eine Verunreinigung des unreinen Substrats zu verhindern. Verwenden Sie gestrickte Mikrofasergewebe, um die Oberfläche des Werkzeugstifts zu wischen.Um den Stift mit einer Klemme an der Maschine zu befestigen, schrauben Sie zuerst den Werkzeugstift fest. Achten Sie auf den Stiftspannschritt. Stellen Sie sicher, dass der Stift fest in der Maschine eingeklemmt ist, um Gefahren zu vermeiden.Das rotierende Werkzeug ist von einem nicht rotierenden Spannring umgeben, mit dem die Werkstücke vor und während des Schweißens durch Aufbringen einer Spannkraft fest gegeneinander gedrückt werden. Vergewissern Sie sich, dass sich der Hochgeschwindigkeitsdrehstift ohne Klemmring löst. Wenn der Werkzeugstift auf der Maschine platziert wird, stellen Sie sicher, dass sich der Werkzeugstift während der Drehung aus Sicherheitsgründen nicht von der Klemme trennt.Der Werkzeugstift verwendet eine niedrige Rotationsrate von 10 bis 100 RPM in einer Minute. Die Geschwindigkeit kann innerhalb einer Minute von 100 auf 1 000 Umdrehungen pro Minute beschleunigt werden. Stellen Sie die Maschine auf eine Drehzahl von 3.000 Umdrehungen pro Minute, eine Verweilleistung von vier Sekunden und eine Tauchgeschwindigkeit von 0,5 Millimetern pro Sekunde ein.Kalibrieren Sie den Schweißort und das reale Produkt. Stellen Sie den Stift in die Rührpunktschweißmaschine ein. Der Abstand zwischen stiften und dem Werkstück ist kleiner als fünf Zentimeter, um die Fugenposition zu kalibrieren.Nachdem der Standort bestätigt wurde, fahren Sie mit dem Schweißprozess fort. Beginnen Sie den Schweißprozess mit dem Werkzeug unter Hochgeschwindigkeitsdrehung, um den Werkzeugstift in das Werkstück zu stürzen. Die Werkzeugschulter kontaktiert die Werkstücke, stoppt die Drehung und zieht den Stift zurück.Zum Eintauchen schalten Sie zuerst den Rührknopf ein. Wenn sich die Maschine erwärmt, vergewissern Sie sich, dass der Werkzeugstift konstant mit einer Drehzahl von 2.500 Umdrehungen arbeitet. Stellen Sie sicher, dass der Werkzeugstift gut unter der Hochgeschwindigkeitsdrehung bei 2 500 U/min geklemmt ist.Der Stift taucht unter einer Hochgeschwindigkeitsdrehung in die Werkstücke und die Schulter kontaktiert die Werkstücke mit hoher Winkelgeschwindigkeit. Wenn der gestürzte Werkzeugstift weiter im Werkstück rührt, erweichen Sie die Schnittstelle des Stifts und des Materials von der Reibungswärme, um das Korn zu erzeugen. Wenn die Schulter des Werkzeugstifts mit der Oberseite des Werkstücks in Kontakt kommt, stoppen Sie den Prozess, da die hohe Drehung des Werkzeugstifts hohe Temperaturen erzeugen kann.Es ist wichtig, Schutzausrüstung zu tragen, die die Betriebssicherheit gewährleistet. Zeichnen Sie den Werkzeugstift in vertikaler Richtung aus. Nach dem Eingriff erzeugt der Stift den Schlüssellochschweißpunkt im Rundengelenk.Beachten Sie, dass die Reibungsrührpunktschweißung in diesem Schritt stoppt. Schalten Sie die Maschinenleistung aus. Nachdem das Schweißen abgeschlossen ist, entfernen Sie die Werkstücke aus dem Amboss.Beobachten Sie die Proben auf Risse und mangelnde Fusion. Entfernen Sie nach dem Eingriff den Werkzeugstift aus dem Klemmring. Das Erscheinungsbild des Werkzeugstifts wird vor der mechanischen Eigenschaftsauswertung, wie im Textprotokoll beschrieben, beobachtet und überprüft.Das Reibungs-Rührpunktschweißen schafft das Schlüsselloch in der Mitte der DP 780-Blätter, um die Verbindung für zwei Bleche zu erzeugen. Die Verweiltiefe der Schlüsselbohrung wird von der Blechspitze bis zur unteren Oberfläche des Schlüssellochs gemessen. Es werden die Werte für die Verweiltiefe angezeigt, für die die Einstellwerte zwei Zentimeter und die realen Werte 1,92 bis 1,98 Zentimeter betragen.Dieses Bild zeigt die Schlüsselloch-Gesamtansicht des Schweißflecks im DP 780-Blatt. Der analysierte Bereich umfasste vier Teile, das Grundmetall, die wärmebeeinflusste Zone, die thermomechanisch betroffene Zone und die Rührzone. Die Analyse der Basismetall-Mikrostruktur zeigt keine Veränderung der Materialeigenschaften.Die wärmebeeinflusste Zone zeigt die Marderitinseln. Die Mikrostrukturen der thermomechanisch betroffenen Zone in der Nähe des Schlüssellochs zeichnen sich durch eine Mischung aus nadelähnlichem Marderit und feinem acicularem Ferrit aus, während der Rührbereich um das Schlüsselloch einen feinkörnigen Marderiderit und Porosität offenbart. Das Reibungs-Rührpunktschweißen von AHSS-Schweißrundengelenken hat großes Potenzial.Im Durchschnitt hat die herkömmliche Stahlkarosserie eines Autos mehr als 2.000 Punktschweißrundenverbindungen. Anschließend können Materialien und die Konstruktionsgeometrie des Werkzeugstifts für harte Rundenverbindungen ausgeführt werden. Eine längere Lebensdauer wird die Forderung dieses Prozesses sein.

Research

JoVE Journal

Engineering

Micropunching Lithography for Generating Micro- and Submicron-patterns on Polymer Substrates

Micropunching Lithographie zur Erzeugung von Mikro-und Submikron-Muster auf Polymersubstrate

Conducting polymers have attracted great attention since the discovery of high conductivity in doped polyacetylene in 19771. They offer the advantages of ...

Forschung

Ingenieurwesen

Mechanical Expansion of Steel Tubing as a Solution to Leaky Wellbores

Mechanische Spannstahlrohr als eine Lösung für Leaky Bohrlöchern

Wellbore cement, a procedural component of wellbore completion operations, primarily provides zonal isolation and mechanical support of the metal pipe ...

Preparation and Friction Force Microscopy Measurements of Immiscible, Opposing Polymer Brushes

Vorbereitung und Reibungskraftmikroskopie Messungen mischbar, Entgegenpolymerbürsten

Solvated polymer brushes are well known to lubricate high-pressure contacts, because they can sustain a positive normal load while maintaining low ...

Ultrasonic Welding of Thermoplastic Composite Coupons for Mechanical Characterization of Welded Joints through Single Lap Shear Testing

Ultraschallschweißen von thermoplastischen Verbund Coupons für Mechanische Charakterisierung von Schweißverbindungen durch Einzelüberlappungsscherprüfung

This paper presents a novel straightforward method for ultrasonic welding of thermoplastic-composite coupons in optimum processing conditions. The ...

The Evolution of Silica Nanoparticle-polyester Coatings on Surfaces Exposed to Sunlight

Die Evolution der Silica-Nanopartikel-Polyester-Beschichtungen auf Oberflächen Sonnenlicht ausgesetzt

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, ...

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

Vorbereitung und Hochtemperatur-Anti-Adhäsion Verhalten einer rutschigen Oberfläche Edelstahl

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass (ADG) Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass ADG Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

Indoor experimentelle Bewertung der Effizienz und der Bestrahlungsstärke vor Ort von der achromatischen Doublet auf Glas (ADG) Fresnel-Linse für die Konzentration Photovoltaik

We present a method to characterize achromatic Fresnel lenses for photovoltaic applications. The achromatic doublet on glass (ADG) Fresnel lens is ...

Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior

Vorbereitung der ausgerichteten Stahlfaser verstärkt zementgebundene Verbund und seine Biege-Verhalten

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the ...

Applicability Analysis of Assessment Methods for Morphological Parameters of Corroded Steel Bars

Anwendbarkeit Analyse der Bewertungsmethoden für morphologische Parameter der korrodierten Stabstahl

The irregular and uneven residual sections along the length of a corroded steel bar substantially change its mechanical properties and significantly ...

O-cresol Concentration Online Measurement Based On Near Infrared Spectroscopy Via Partial Least Square Regression

O-Kresol-Konzentration Online-Messung basierend auf Nahinfrarot-Spektroskopie über partielle kleinste quadratische Regression

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the ...