Għaliex T2 Ram u H62 Brass Huma Diffiċli biex Iwweldja mill-Fużjoni
Il-kombinazzjoni tar-ram T2 ma 'ram H62 tħalli komponent wieħed jisfrutta kemm l-imġieba elettrika u termali ta' ram ta 'purità għolja-u s-saħħa ogħla u makkinarju aħjar ta' ram b'żewġ fażijiet-. L-ostaklu huwa metallurġiku. Ir-ram T2 jiddewweb fir-reġjun ta '1085 grad, ir-ram H62 jissolidifika qrib 900 grad, u r-ram jiġbed is-sħana 'l bogħod mill-ġonta ferm aktar malajr mir-ram. Fl-iwweldjar bl-ark, bil-lejżer jew bir-raġġ ta 'l-elettroni in-naħa sinjuri taż-żingu-tilħaq il-firxa tat-togħlija tagħha qabel ma n-naħa tar-ram tkun idub għal kollox, għalhekk iż-żingu jintilef, jiġi ġġenerat d-dħaħen u l-ġonta tbati minn porożità, films intermetalliċi oħxon u qsim sħun. Id-dilwizzjoni bilkemm tista' tiġi kkontrollata ġewwa l-koinċidenza dejqa bejn iż-żewġ firxiet tat-tidwib, u huwa għalhekk li rotta ta' stat solidu-hija preferuta għal pjanċa rqiqa tar-ram u tar-ram.
Friction stir welding (FSW) huwa proċess solidu-fażi: għodda li ddur togħrok mal-biċċa tax-xogħol, il-frizzjoni u x-xogħol tal-plastik jiġġeneraw is-sħana, u l-metall imrattab jitħawwad u falsifikat wara l-għodda mingħajr qatt ma jilħaq il-punt tat-tidwib. Il-liga hija plastiċizzata bl-azzjoni magħquda tal-ispalla u l-brilla, estruża madwar il-pin u kkonsolidata fit-tarf ta 'wara. Għal-ligi tar-ram l-għodda għandha tkun daqs sabiex il-pin tkun 0.2–0.3 mm iqsar mill-ħxuna tal-pjanċa, għalhekk is-sezzjoni kollha hija falsifikata aktar milli mtaqqba, u l-assi tal-għodda huwa mxaqleb madwar 2 gradi 'l bogħod mill-vertikali biex iżżomm il-pressjoni tal-forġa wara l-ispalla.
Setup Sperimentali-Parametri u Proċess
L-istudju tal-proċess iwweldjat 2 mm u 4 mm ħxuna tar-ram T2 għal pjanċa tar-ram H62 fuq magna tal-iwweldjar li tħawwad bil-frizzjoni apposta. Minħabba li r-ram idub f'temperatura aktar baxxa u jmexxi s-sħana inqas faċilment mir-ram, il-pjanċa tar-ram tqiegħdet fuq in-naħa li tavvanza u l-pjanċa tar-ram fuq in-naħa tar-ritorn, li tibbilanċja t-temperatura madwar il-linja tal-weldjatura u tnaqqas is-sħana żejda tar-ram. Il-veloċità tar-rotazzjoni u l-veloċità tal-iwweldjar kienu varjati fit-twieqi elenkati hawn taħt, u l-pressjoni tal-ispalla ntużat bħala t-tieni kontroll tas-sħana fuq il-pjanċa irqaq.
| Parametru | Firxa użata | Effett |
|---|---|---|
| Ħxuna tal-pjanċa | 2 mm u 4 mm | Pjanċa rqiqa hija ddominata mis-sħana ġġenerata mill-ispalla- |
| Angolu tal-inklinazzjoni tal-għodda | madwar 2 gradi | Iżomm pressjoni forġa wara l-ispalla |
| Tul tal-pin | 0.2–0.3 mm iqsar mill-ħxuna tal-pjanċa | Forġa ta'-sezzjoni sħiħa mingħajr titqib |
| Veloċità ta 'rotazzjoni | 450–700 r/min | Veloċità ogħla tgħolli l-input tas-sħana għal kull unità ta 'tul |
| Veloċità tal-welding | 55 mm/min u 80 mm/min | It-tieqa tal-għażla tidjieq hekk kif tiżdied il-veloċità tar-rotazzjoni |
| Pożizzjoni tal-materjal | Ram fuq in-naħa li tavvanza, ram fuq in-naħa tar-ritorn | Jikkumpensa għall-punt tat-tidwib u n-nuqqas ta 'qbil tal-konduttività |
| Etchant għall-metallografija | 10 g FeCl3, 6 ml HCl, 40 ml H2O, 60 ml C2H5OH | In-naħa tar-ram inċiżi l-ewwel, in-naħa tar-ram wara |
Formazzjoni tal-wiċċ tal-weldjatura u sensittività tal-parametri
Fuq pjanċa ta '2 mm il-veloċità tar-rotazzjoni tiddomina l-kwalità tal-wiċċ. F'700 r/min l-input tas-sħana għal kull unità ta 'tul ta' weldjatura jogħla drastikament, l-imġieba tal-fluss tal-metall plastifikat tiddeterjora u ċ-ċrieki tal-wiċċ isiru viżibbliment irregolari; il-firxa tal-veloċitajiet tal-iwweldjar li xorta tipproduċi xoffa tal-ħoss tikkuntratta fl-istess ħin. Minħabba li l-pjanċa hija rqiqa, il-biċċa l-kbira tas-sħana tiġi mill-frizzjoni tal-ispalla aktar milli mill-pin, għalhekk il-pressjoni tal-ispalla ssir it-tieni kontroll ugwalment importanti. Iż-żamma tal-veloċità tar-rotazzjoni kostanti u ż-żieda fil-pressjoni tal-ispalla tgħolli l-input tas-sħana u għal darb'oħra coarsens il-mudell tal-wiċċ, filwaqt li fi pressjoni kostanti bidla fil-veloċità tal-iwweldjar tbiddel il-bilanċ bejn il-ġenerazzjoni tas-sħana u t-tneħħija tas-sħana.
Il-konsegwenza prattika hija tieqa tal-proċess aktar milli riċetta waħda: veloċità ta 'rotazzjoni bejn 450 u 600 r/min b'veloċità moderata tal-iwweldjar tipproduċi wiċċ ffurmat kontinwament, difett-ħieles fuq iż-żewġ ħxuna tal-pjanċa.
Weld Nugget Mikrostruttura u Fażi tal-Interface
It-taħlit taż-żewġ ligi huwa kkonċentrat fin-nugget tal-weldjatura, fejn iż-żewġ materjali jiċċirkolaw lejn xulxin u tifforma disinn ta' ċurkett tal-basla-. Il-komponent dominanti tan-nugget huwa ram bir-ram imxerred minnu, u f'postijiet it-tnejn jidhru bħala sporġenzi kbar imblokkati msakkra flimkien. Ram min-naħa li tavvanza hija misjuqa fi ħdan id-dijametru ta ' l-ispalla u madwar il-pin, hekk metall plastifikat min-naħa ta ' l-avvanz jitqiegħed fuq in-naħa tar-ritorn, filwaqt li ram min-naħa li tirritorna jaqsam iċ-ċentru tal-nugget u jogħla lejn in-naħa li tavvanza; metall qrib l-ispalla jista 'saħansitra jilħaq iż-żona termo-affetwata mekkanikament tan-naħa li tavvanza. Fil-ġonot ta '2 mm iż-żewġ materjali jingħaqdu tul pjan inklinat u r-ram li jidħol fin-nugget huwa kompletament imxerred fir-ram.
L-istruttura tal-qamħ tvarja minn żona għall-oħra. Il-ħbub tar-ram ħdejn ir-ram jgħaqqdu b'mod notevoli, minħabba li s-sħana li tasal min-naħa tar-ram jakkumula fin-nugget u r-ram qrib ir-ram jesperjenza ħajja twila ta' temperatura għolja-. Fuq in-naħa tar-ram is-sħana żejda tipproduċi ħbub ekwiassi oħxon, filwaqt li l-ħbub tar-ram ġewwa n-nugget jibqgħu fini u mqassma b'mod uniformi. Iż-żona termo-affetwata mekkanikament fuq in-naħa tar-ram avvanzata hija mdawra b'żewġ linji ċari ta' diviżjoni, bejn wieħed u ieħor simmetriċi dwar in-nugget. Bejn iż-żewġ ligi hemm preżenti saff ta' transizzjoni wiesa' 1–10 µm; Id-diffrazzjoni tar-raġġi X tidentifikaha bħala l-Cu5Zn8 intermetalliku.
Microebusija u Proprjetajiet Tensili tal-Ġonta
Mkejla tul is-sezzjoni mir-ram sas-ram, it-traċċa ta 'l-ebusija ssegwi l-metalli bażiċi: il-metall ġenitur tar-ram għandu medja ta' 95 HV u l-metall ġenitur tar-ram 160 HV, sabiex il-mikroebusija titla 'b'mod wieqaf fiż-żona ta' transizzjoni. Kull ġonta ttaffi relattiva għall-metall bażi tagħha stess, u n-naħa tar-ram irattab aktar mill-ġenb tar-ram: ir-ram jitlef 40-60 HV filwaqt li r-ram jitlef biss 10-20 HV, differenza li ssegwi direttament mill-punt ta 'tidwib aktar baxx tar-ram u s-suxxettibilità akbar tiegħu għal tixjiħ żejjed f'temperatura għolja. Ġonta wweldjata f'450 r/min u 80 mm/min hija aktar diffiċli minn waħda magħmula b'veloċità ta 'rotazzjoni ogħla flimkien ma' veloċità ogħla tal-iwweldjar, id-differenza tkun l-aktar ovvja fuq in-naħa tar-ram.
Ir-riżultati tat-tensjoni jsegwu l-istess loġika. It-titwil u s-saħħa tat-tensjoni t-tnejn jilħqu l-massimu tagħhom f'600 r/min b'veloċità tal-iwweldjar ta '55 mm/min, u s-saħħa medja tat-tensjoni tal-ġonta taqa' bejn dik tar-ram u dik tar-ram. Il-ksur iseħħ fuq in-naħa tar-ram. Iż-żieda tal-veloċità tar-rotazzjoni għal 700 r/min twessa 'l-input tas-sħana u tnaqqas il-firxa tal-veloċità tal-iwweldjar li tista' tintuża, għalhekk veloċità tal-iwweldjar magħżula ħażin tikkawża telf notevoli ta 'duttilità u saħħa tat-tensjoni; il-kwalità konġunta mbagħad issir diffiċli biex tikkontrolla. Iż-żamma tal-veloċità tar-rotazzjoni bejn 450 u 600 r/min b'veloċità tal-iwweldjar imqabbla tagħti ġonot b'kombinazzjoni ideali ta 'titwil u saħħa.
Mistoqsijiet Frekwenti
Q: Jistgħu jingħaqdu r-ram T2 u r-ram H62 mingħajr ma jdubu l-ebda liga?
Iva. L-iwweldjar bil-frizzjoni huwa proċess solidu-stat, għalhekk il-ġonta tifforma taħt il-punt tat-tidwib taż-żewġ ligi u t-telf taż-żingu, il-porożità u l-qsim sħun tipiku tal-iwweldjar bil-fużjoni huma evitati.
Q: Fuq liema naħa għandha titqiegħed il-pjanċa tar-ram?
Ir-ram imur fuq in-naħa li tavvanza u r-ram fuq in-naħa tar-ritorn. Dan jikkumpensa għall-punt tat-tidwib aktar baxx u l-konduttività termali aktar baxxa tar-ram u jibbilanċja t-temperatura madwar il-linja tal-weldjatura.
Q: Liema veloċitajiet ta 'rotazzjoni u wweldjar jagħtu l-aħjar ġonta?
Veloċitajiet ta 'rotazzjoni bejn 450 u 600 r/min b'veloċità ta' wweldjar imqabbla huma rakkomandati; 600 r/min flimkien ma '55 mm/min ipproduċew l-ogħla elongazzjoni u saħħa tat-tensjoni fil-provi.
Q: Għaliex in-naħa tar-ram irattab aktar min-naħa tar-ram?
Ir-ram idub f'temperatura aktar baxxa mir-ram u jirtab aktar faċilment f'temperatura elevata, għalhekk in-naħa tar-ram titlef 40-60 HV filwaqt li n-naħa tar-ram titlef biss 10-20 HV.
Q: Liema fażi tifforma fl-interface tar-ram u tar-ram?
Id-diffrazzjoni tar-raġġi X tidentifika saff ta' transizzjoni ta' Cu5Zn8 bejn iż-żewġ ligi. Is-saff huwa wiesa' biss ta' 1–10 µm u huwa r-raġuni li l-ebusija tiżdied b'mod qawwi tul il-junction.
Q: Fuq liema naħa ifalli kampjun tat-tensjoni?
Il-ksur iseħħ fuq in-naħa tar-ram, u s-saħħa medja tat-tensjoni tal-ġonta tinsab bejn is-saħħa tat-tensjoni tar-ram u dik tal-metall prinċipali tar-ram.
