VARJENJE ALUMINIJEVE ZLITINE 5086 PO POSTOPKU FSW
Darko Bajić, Sanja Miljani/p>
Ključne besede: varjenje, FSW, trenje, ploskev orodja, trn orodja, mehanske lastnostirong>
Povzetek:/strong>
Pri klasičnem obločnem varjenju aluminija in njegovih zlitin je poleg velike usposobljenosti varilca potrebna kakovostna priprava stranic spoja, dodaten elektrodni material, plinska zaščita varilne cone in ustrezni varilni parametri. Zahvaljujoč razvoju principov postopka FSW je kakovost varjenja aluminija in njegovih zlitin odvisna predvsem od geometrije varilnega orodja in varilnih parametrov: hitrosti vrtenja, aksialne sile in hitrosti translacijskega gibanja varilnega orodja. orodje.
1. UVOD
Varjenje s trenjem uporablja kombinacijo toplotne in mehanske energije s trenjem med dvema elementoma za ustvarjanje toplote na kontaktnih površinah. Vsaj eden od teh dveh elementov mora opravljati rotacijsko gibanje. Sproščena toplota na kontaktni površini obeh elementov spremeni material v testasto stanje, delovanje aksialne sile pa ustvari zvarjen spoj, zaradi iztiskanja dela materiala pa se v tem obroču izločijo oksidi in nečistoče , tako da je mikrostruktura spoja ugodna ali pa je možno povezovanje materialov pod pogojem, da se njune vzdolžne osi ujemajo, odvisno od razpoložljive opremelemente s pravokotnim prerezom lahko varimo tudi s tornim varjenjem. Potrebna toplota se ustvari s premikanjem, najpogosteje, enega elementa ali hkratnega premikanja obeh delovnih elementov v nasprotni smeri. Varjenje s tornim mešanjem ali FSW varjenje (Friction Stir Welding) je leta 1991 patentiral TheWeldingInstituteofCambridgeU.K.(TWI). Namenjen je bil predvsem varjenju aluminija in je bil kot tak patentiran. Zaradi obrabe varilnega orodja se komercialno uporablja predvsem za varjenje mehkih materialov: aluminija, bakra, cinka, magnezija, v zadnjem času pa tudi številnih jeklenih materialov, predvsem v letalstvu, železnici, avtomobilizmu in procesne industrije Shematski prikaz postopka varjenja FSW je podan na sliki 1.
="https://www.sigmat.hr/img/cms/strucni-clanci/zavarivanje-trenjem-mjesanjem-schematski-prikaz.jpg" alt="" width="543" height="305" />
Slika 1. Shematski prikaz tornega mešalnega varjenja/em>
2. POSTOPEK VPLIVNEGA PARAMETRA
Kakovost zvarnih spojev, izdelanih s postopkom varjenja s trenjem in mešanjem, določa več parametrov ter lastnosti materialov, ki sodelujejo pri varjenju. Določanje parametrov in lastnosti materialov vpliva na hitrost in količino nastajanja toplote, temtemperaturno polje, temperatura hlajenja, navor in moč. Na kakovost tornega varjenja z mešanjem najbolj vplivajo naslednji parametri [3-8]:
- Hitrost vrtenja orodja,
- Hitrost varjenja - translativna hitrost,
- Sila v smeri osi - aksialna sila,
- Kot naklona orodja,
- Razmerje med hitrostjo vrtenja in hitrostjo varjenja,
- Geometrija orodja
Trije osnovni parametri so: Hitrost vrtenja orodja (kotna hitrost-ω): med postopkom FSW varjenja je konstantna (1001600o/min), saj vsaka sprememba predstavlja tveganje, ki povzroči poškodbo orodja. Hitrost prevajalnika: je tudi hitrost varjenja. Njegova izbira je odvisna predvsem od mehanskih lastnosti varjenega materiala in njegove debeline ter od sprejete hitrosti vrtenja orodja. Aksialna sila (Fa): omogoča vdiranje orodja v osnovni material (slika 2). Najvišja vrednost je dosežena v trenutku preboja trna skozi varjen material, najmanjša pa ob koncu faze preboja, ko se oblikuje začetna ključavnica. V literaturi aksialno silo pogosto imenujemo varilna sila.
src="https://www.sigmat.hr/img/cms/strucni-clanci/slike-koje-djeluju-alat-tokom-zavarivanja.jpg" alt="" width="346" height="153" / >
Slika 2. Sile, ki delujejo na orodje med postopkom varjenja
Za pridobitev kakovostnega zvarnega spoja s postopkom FSW je potrebna optimalna kombinacija vrednostisti omenjenih parametrov, ki jih je za zdaj mogoče določiti le z eksperimentalnimi metodami. Toplotnofizikalne lastnosti varjenih materialov in njihova debelina sta dva osnovna dejavnika, ki vplivata na vrednost parametrov. Postopek varjenja dveh delovnih elementov poteka v dveh fazah[1]:
- nastajanje toplote v osnovnem materialu i
- varjenje
Dodatne informacije lahko prenesete s spodnje povezave./p>
