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

אנו מודים לד ר ק. ג. יאנג בחברת הפלדה הסינית לתמיכה חומרית ורוצים להביע את תודתנו לאדון וואנג, ק. ק. וואנג, ו-B. Y הונג ב-MIRDC לקבלת סיוע לחברת FSSW-מז הניסיונית. מחקר זה נתמך על ידי המרכז למחקר ופיתוח של תעשיות מתכת, קאושיונג, טייוואן, ROC.

1. הכנת חומר
הערה: מחשב את 1.6 mm עבה גיליונות DP780 לתוך 40 מ"מ x 125 מ"מ קופונים. מפרקי FSSW-מז מתוכננים בתור הטיית דגימות לבדיקות מכניות. הצטרפות 2 125 מ"מ על ידי גיליונות 40 mm עם 35 מ"מ על ידי 40 mm חפיפה בעקבות RSW תקן ISO NF 18278-2; 2005. מעצב הגיאומטריה פוליגבישי יהלום עם כתף חרוט קטופה. עיצוב הגיאומטר?...

<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>

השלב הצולל הוא החשוב ביותר בתהליך FSSW-מז. ללא חום חיכוך מספיק בא מהכתף של הסיכה כדי לרכך את החומר, הסיכה יהיה שבר. הגיאומטריה כלי, מהירות סיבוב, זמן להתעכב, הכלי חדירה עומק26 פרמטרים של התהליך fssw לשחק תפקיד קריטי בקביעת השלמות המשותפת. ה-TPD והגיאומטריה של הכלי27 במיוחד ...

החיכוך מעורר ריתוך (FSW) דווחה לראשונה בשנת 1991 בשעה TWI, אבנגטון, בריטניה1. בשנת 2003, פיצ'יני וסבובוודה קבעו שיטה מעולה לשיפור היתרונות של FSW המכונה ריתוך ספוט מעורר חיכוך (FSW-מז) לשימוש בתהליכי ייצור רכב מסחרי2. השיטה FSSW-מז כרוכה ביצירת מפרק הברכיים ספוט ללא שטח בצובר נמס. הפיתוח החשוב ביותר לשימוש ב-FSSW-מז הינו בסגסוגות אלומיניום, כאשר הסגסוגת של הסגסוגות מהוות בתהליך הריתוך בתנאי טמפרטורה גבוהה. הדוגמה המוצלחת הראשונה היתה בתעשיית הרכב, שבו fssw ' היה בשימוש בייצור הדלת האחורית כולה של RX-81,3,4.
בינתיים, פלדה בחוזק גבוה הוא החומר הדומיננטי של גוף המכונית, במיוחד פלדה בשלב כפול. הספרות מצביעה על כך DP600 המיוצר עם FSSW-מז יכולים להיות בעלי אותם תכונות כמו מתכת בסיס, שבו כל אזורי ריתוך יש מיקרובנים דומים ודרגות של קשיות5. שיטות FSSW-מע לשימוש בפלדת DP על המיקרומבנה שלהם של אזור המהומה (SZ), את האזור תרמוס-מכני מושפע (TMAZ), ואת מודל הכישלון של DP590 ו DP600 פלדה נחקרו על ידי כמה חוקרים. הם הבחינו הבדלים בעקביות של המיקרו מבנה (פריט, ביינניט, ו martensite) של DP590 ו DP600 פלדה במהירויות סיבוב שונים6,7,8,9,10. כמה חוקרים ניהלו מחקרים השוואתיים של fssw ו rsw עבור DP780 פלדה8,9. הם דיווחו כי הצטרפות עוד פעמים ומהירויות סיבוב הכלי גבוה יותר הביא שטח מליטה מוגבר עבור כל צולל, אשר הוביל כוח להטות גבוה יותר והעביר את המצב מתוך פנים משולבת למשוך החוצה. הם גם הגיעו כי FSSW-מז היה בעל כוח גבוה יותר מאשר RSW. תהליך FSSW-מז כולל 3 שלבים: עוז, ערבוב ונסיגה. הצעד הראשון הוא צולל עם סיכת הכלי סיבוב קרוב לגיליון של מפרק הברכיים מחובר לתוך הסדין. הכתף הסיבוב הכלי בתהליך FSSW-מז יכול ליצור חום פריקטבי. בשלב השני, החום יכול לרכך את הסדין ולהקל על חיבור של סיכת הכלי לתוך הסדין, כמו גם לשכון בחומרים כדי לערבב שתי חתיכות עבודה יחד לערבב סביב האזור סיכה. לבסוף, הלחץ מתוך הכתף הכלי לחץ על חתיכות העבודה יכול לשפר את ההתחברות. לאחר תהליך הריתוך, את הסיכה יכול להיות החזרתי מחור המנעול. היתרונות של FSSW לעומת RSW הם טמפרטורת ריתוך נמוכה יותר, לא מתיז, ויציבות יותר בתהליך הייצור.
למרות שמחקרים על FSSW-in של פלדות מתקדמות בעוצמה גבוהה (AHSS) דווחו על ידי חוקרים שונים, מחקרים על FSSW-מז של DP590, DP600, ו DP780 התמקדו במיקרו מבנה ובדגמי מכני וכישלון באמצעות תהליך שונות פרמטרים. במחקר הנוכחי, FSSW-מז של DP780 פלדה נחשבה. פרוטוקול ה-FSSW-מז דווח בפרוטרוט, והקושי הפרטני באזור המהומה, האזור המושפע מכנית, והאזור המושפע מחום, כמו גם מתכת הבסיס הוערכו על בסיס המיקרוקשיות הנמדד.
עם הצמיחה המתמשכת והביקוש הכבד להפחתת משקל בתעשיות הרכב והחלל, תעשיית הרכב הראתה עניין גובר במפרקים AHSS והברכיים. לדוגמה, גוף פלדה קונבנציונאלי של מכונית, בממוצע, יש יותר מ 2,000 ספוט ריתוך המפרקים הברכיים11. ישנם 3 תהליכים ריתוך נפוץ עבור המפרקים הברכיים בשימוש בתעשייה, כולל ריתוך ספוט התנגדות, ריתוך ספוט לייזר, וחיכוך ספוט ריתוך12. דרך אחת להקטין את המשקל היא באמצעות פלדות מתקדמות בעוצמה גבוהה (AHSS). החומרים הפופולריים ביותר הם בפאזה כפולה והנגרמת המושרה (טיול) פלדות, אשר משמשות יותר ויותר בתעשיית כלי רכב13,14,15,16. מכיוון שתעשיית הרכב הגדילה את תקני כוח בשל צריכת דלק משופרת וקליטת אנרגיה התרסקות תחת משקל הרכב ירד, השימוש בחומרים שונים ותהליכי ריתוך הוא הופך בעיה חשובה.

<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

החיכוך מעורר ריתוך נקודה (FSSW-מז), נגזרת של החיכוך מעורר ריתוך (FSSW), היא טכניקה מוצק מדינה ריתוך שפותחה בשנת 1991. יישום תעשייתי נמצא בתעשיית הרכב ב 2003 עבור סגסוגת אלומיניום ששימש בדלתות האחוריות של מכוניות. החיכוך מהומה ריתוך נקודה משמש בעיקר על סגסוגות אל ליצור המפרקים הברכיים. היתרונות של ריתוך נקודה מעורר חיכוך לכלול כמעט 80% טמפרטורת ההיתוך המוריד את הדפורמציה תרמית מבלי להתיז לעומת ריתוך ספוט התנגדות. החיכוך מהומה ריתוך ספוט כולל 3 שלבים: עוז, זע, ו הנסיגה. במחקר הנוכחי, חומרים אחרים כולל פלדה בחוזק גבוה משמשים גם בשיטת החיכוך מעורר ליצור מפרקים. DP780, שתהליך הריתוך המסורתי שלו כרוך בשימוש בריתוך ספוט התנגדות, הוא אחד מכמה חומרי פלדה בעלי כוח גבוה בשימוש בתעשיית הרכב. בנייר זה, DP780 שימש לריתוך מעורר חיכוך הנקודה, ואת המיקרומבנה שלה מיקרוקשיות נמדדו. הנתונים המיקרומבנה הראו כי היה אזור היתוך עם דגנים עדינים אזור אפקט חום עם האי martensite. תוצאות המיקרוקשיות מצביעות על כך שהאזור המרכזי הציג מידה רבה יותר של קשיות בהשוואה לבסיס המתכת. כל הנתונים מציינים כי החיכוך מעורר מהומה ריתוך ספוט המשמש בשלב כפול פלדה 780 יכול ליצור מפרק הברכיים טוב. בעתיד, החיכוך ריתוך נקודה מהומה יכול לשמש ריתוך פלדה בעוצמה גבוהה להחיל תהליכי ייצור תעשייתיים.

יש דיאגרמה באיור 3 המדגימה כי החיכוך מעורר מהומה התהליך ריתוך מורכב 3 חלקים: צולל (איור 3e), ערבוב (איור 3e), ונסוג (איור 3e). במחקר שלנו, ניתן ליצור את נקודת הריתוך. עומק החדירה הוא גורם אחד שהוערכה. באי?...

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

כאן, אנו מציגים את החיכוך מהומה ריתוך נקודה (FSSW) פרוטוקול על השלב כפול 780 פלדה. סיכת כלי עם סיבוב במהירות גבוהה מייצר חום מחיכוך כדי לרכך את החומר, ולאחר מכן, את הסיכה צולל לתוך 2 מפרקים גיליון ליצור את המפרק הברכיים.

יצירת מפרקים הברכיים באמצעות חיכוך מערבבים ריתוך ספוט על DP780 פלדה

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 ...

דרישות הפחתת המשקל בתעשיית הרכב יצרו עניין גובר במפרקי הברכיים ובפלדות המתקדמות בעוצמה גבוהה, או AHSS. עם זאת, למפרקי ריתוך ספוט AHSS יש אתגרים לאמינות התהליך. היתרונות של חיכוך מערבבים ריתוך נקודה, או FSSW, בהשוואה לרתך נקודת התנגדות הם טמפרטורת ריתוך נמוכה יותר, ללא התזה, ויציבות רבה יותר בתהליך הייצור.הדגמת ההליך תהיה צ'נג צ'יה-פינג וסו האו, סטודנטים לתואר שני מהמעבדה שלי. במהלך הליך זה ללבוש משקפי מגן וכפפות כדי למנוע מגע התזה או נזק לחום. גם לעמוד מאחורי מכסה המנוע או לבלבל להגנה.לייצר את כל המפרקים באמצעות מכונת ריתוך ערבוב חיכוך. רשום את הכוח צירי z ואת עומק החדירה במהלך כל פעולת הצטרפות באמצעות מערכת רכישת נתונים מוטבעת. הגדר מהירות סיבוב של פיני כלים של 25, 000 סל"ד, זמן ריתוך של פין כלי של ארבע שניות וקצב של 0.5 מילימטרים לשנייה של צלילת סיכת כלי לתוך הגיליון.מטב את הפרמטרים עבור האופרטור. הטווח של מהירות הסיבוב הוא 1, 000 עד 2, 500 סל"ד. טווח זמן ההתעכבות יכול להיות בין 2 ל-10 שניות וקצב הצלילה יכול להיות 0.1 עד 0.5 מילימטרים לשנייה.לפני תהליך הריתוך, ודאו שאין מצעי טומאה המזהמים את חלקי העבודה. נגב את פני השטח של פיסת העבודה עם בדים מיקרופייבר סרוגים כדי לחסל את כל החלקיקים הקטנים. מניחים את חתיכות העבודה DP 780 ומהדק tWo DP 780 גיליונות עם חפיפה של 35 מילימטרים.תקן את חתיכות העבודה הנקיות על סדן כדי למנוע הסטה. ודא כי הסיכה נקייה כדי למנוע זיהום מצע טמא. השתמש בדים מיקרופייבר סרוגים כדי לנגב את פני השטח של סיכת הכלי.כדי לתקן את הסיכה עם מהדק על המכונה, בורג ראשון על סיכת הכלי בחוזקה. שים לב לשלב הידוק הסיכה. ודא כי הסיכה מהודקה בחוזקה במכונה כדי למנוע סכנה.הכלי המסתובב מוקף בטבעת הידוק לא מסתובבת, שבה חלקי העבודה לחוצים בחוזקה זה נגד זה לפני ובמהלך הריתוך על ידי הפעלת כוח הידוק. ודא כי סיכת הסיבוב במהירות גבוהה ללא טבעת מהדק משתחררת. כאשר סיכת הכלי ממוקמת במחשב, ודא כי פין הכלי אינו נפרד מהמהדק במהלך הסיבוב מטעמי בטיחות.פין הכלי משתמש בקצב סיבוב נמוך מ- 10 עד 100 סל"ד בדקה אחת. המהירות יכולה להאיץ מ-100 ל-1,000 סל"ד תוך דקה. הגדר את המכונה למהירות סיבוב של 3,000 סל"ד, התעכבות של ארבע שניות וקצב צלילה של 0.5 מילימטרים לשנייה.כייל את מיקום הריתוך ואת המוצר האמיתי. מניחים את הסיכה במכונת הריתוך המערבבת. הפער בין הסיכה לחתיכת העבודה קטן מחמישה סנטימטרים כדי לכייל את מיקום המפרק.לאחר שהמיקום יאושר, עבור לתהליך הריתוך. התחל את תהליך הריתוך עם הכלי תחת סיבוב במהירות גבוהה כדי לצלול את סיכת הכלי לתוך פיסת העבודה. כתף הכלי יוצרת קשר עם חלקי העבודה, עוצרת את הסיבוב ונוהגת את הסיכה.כדי לצלול, הפעל תחילה את כפתור הסטיה. כאשר המחשב מתחמם, ודא כי פין הכלי פועל באופן עקבי במהירות סיבוב של 2,500 סל"ד. ודא כי סיכת הכלי מהודקה היטב מתחת לסיבוב במהירות גבוהה במהירות של 2, 500 סל"ד.הסיכה צוללת בחתיכות העבודה תחת סיבוב במהירות גבוהה והכתף יוצרת קשר עם חלקי העבודה במהירות זוויתית גבוהה. כאשר סיכת הכלי הצלילה ממשיכה לבחוש בחתיכת העבודה, לרכך את הממשק של הסיכה והחומר מחום החיכוך כדי ליצור את התבואה. כאשר הכתף של סיכת הכלי באה במגע עם החלק העליון של כלי העבודה, לעצור את התהליך כי הסיבוב הגבוה של סיכת הכלי יכול ליצור טמפרטורות גבוהות.חשוב ללבוש ציוד מגן המבטיח בטיחות תפעולית. צייר את סיכת הכלי בכיוון האנכי. לאחר ההליך, הסיכה יוצרת את נקודת ריתוך חור המפתח במפרק הברכיים.שים לב כי ריתוך נקודת ערבוב חיכוך מפסיק בשלב זה. כבה את כוח המכונה. לאחר ריתוך הוא סיים, להסיר את חתיכות העבודה מן הסדן.שימו לב לדגימות לסדקים וחוסר היתוך. לאחר ההליך, הסר את סיכת הכלי מטבעת המהדק. המראה של סיכת הכלי נצפה ונבדק לפני הערכת המאפיין המכאני כמתואר בפרוטוקול הטקסט.החיכוך מערבב ריתוך נקודה יוצר את חור המפתח במרכז גיליונות DP 780 כדי ליצור את המפרק עבור שני גיליונות. עומק ההתעכבות של חור המפתח נמדד מהחלק העליון של הגליונות למשטח התחתון של חור המפתח. ערכי מדידת עומק ההתעכב מוצגים, שעבורם ערכי ההגדרה הם שני סנטימטרים והערכים הריאליים הם 1.92 עד 1.98 ס"מ.תמונה זו מציגה את התצוגה הכוללת של חור המפתח של נקודת הריתוך בגיליון DP 780. האזור המנותח הכיל ארבעה חלקים, מתכת הבסיס, האזור הפגוע בחום, האזור הפגוע בתרמו-מכנית, אזור הסטיה. הניתוח של מיקרו-מבנה המתכת הבסיסי לא מראה שינוי במאפייני החומר.האזור הפגוע בחום מציג את איי מרטנסיט. המיקרו-מבנים של האזור הפגוע מבחינה תרמוס-מכנית ליד חור המפתח מאופיינים בתערובת של מרטנסיט דמוי מחט ופרייט אקולרי משובח, ואילו אזור הסטיה סביב חור המפתח חושף מרטנסיט ונקבוביות מדגנים עדינים. חיכוך לעורר ריתוך נקודה של AHSS ריתוך מפרקי הברכיים יש פוטנציאל גדול.בממוצע, גוף הפלדה הקונבנציונלי של מכונית יש יותר מ 2, 000 מפרקי ריתוך נקודה הברכיים. בעקבות הליך זה, חומרים ואת הגיאומטריה העיצובית של סיכת הכלי ניתן לבצע עבור מפרקי הברכיים קשה. אורך חיים ארוך יותר יהיה הדרישה של תהליך זה.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Micropunching ליתוגרפיה לייצור מיקרו submicron דפוסי פולימר על מצעים

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

Mechanical Expansion of Steel Tubing as a Solution to Leaky Wellbores

הרחבה מכאנית של הפלדה Tubing כפתרון שלשיטה רותחת

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

מדידות הכנה וחיכוך מיקרוסקופית כוח של immiscible, המתנגדות למברשות פולימר

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

ריתוך Ultrasonic של קופונים Composite תרמופלסטיים עבור אפיון מכני של חיבורי ריתוך באמצעות Lap יחיד בדיקות גזירה

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

האבולוציה של ציפויי-פוליאסטר Nanoparticle סיליקה על משטחים חשופים לאור השמש

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

הכנה והתנהגות אנטי אדהזיה בטמפרטורות גבוהות של משטח חלקלק-נירוסטה

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

הערכת ניסיוני מקורה של יעילות, Irradiance שתאכלו כפיל אכרומטי על זכוכית (ADG) עדשת פרנל ריכוז Photovoltaics

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

הכנת מיושר פלדה סיבים מחוזק מורכב Cementitious והתנהגות Flexural שלה

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

ניתוח ישימות שיטות הערכה מורפולוגית פרמטרים של פסי פלדה מאוכלת

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-cresol ריכוז באינטרנט מדידה מבוסס על הקרוב ספקטרוסקופית אינפרא אדום דרך רגרסיה חלקית לפחות מרובע

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