Wpływ warstwy plateru na właściwości zakładkowego złącza FSW blach ze stopów aluminium

Streszczenie

Ze względu na właściwości mechaniczne, stopy aluminium są powszechnie stosowanym materiałem konstrukcyjnym. Jednakże stopy aluminium (w odróżnieniu od czystego aluminium) są w większości gatunków podatne na korozję, szczególnie te zawierające miedź jako dodatek stopowy (stopy aluminium z serii 2xxx i serii 7xxx). W celu przeciwdziałania korozji stosuje się warstwy ochronne w takich procesach jak  anodowanie, alodynowanie lub platerowanie. Platerowanie polega na naniesieniu (poprzez walcowanie) na powierzchnię stopu aluminium cienkiej warstwy niemalże czystego aluminium.

Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem (ang. Friction Stir Welding – FSW) polega na łączeniu materiałów w stanie stałym, poniżej temperatury topnienia, przez ich wzajemne wymieszanie. Głównym źródłem ciepła w tym procesie jest zjawisko tarcia pomiędzy wirującym narzędziem i łączonymi materiałami oraz praca odkształcenia plastycznego, w wyniku czego następuje  nagrzanie łączonych materiałów do temperatury ok. 0,8 temperatury topnienia. Znaczny wzrost temperatury powoduje obniżenie oporu plastycznego materiałów i ich wzajemne wymieszanie w wyniku złożonego ruchu wirowego wygenerowanego przez narzędzie.

Metodą FSW wykonywać można złącza doczołowe, zakładkowe, pachwinowe i inne. Występowanie na blachach warstwy plateru ma niewielki wpływ na jakość złączy doczołowych, ale jest to bardzo istotne w przypadku złączy zakładkowych. Typowe wady złącza FSW wynikające z „niesklejenia” powierzchni interfejsu w obszarze zakładki (ang. hook features, cold lap defects or joint line uplifting) są zintensyfikowane ze względu na niewymieszanie warstwy plateru w obszarach „zimnego mieszania” odległych od jądra zgrzeiny. Zjawisko to można określić mianem karbu geometrycznego, gdyż zmniejsza przekrój nośny w połączeniu zakładkowym. W referacie przedstawiono wpływ parametrów technologicznych procesu FSW  na wielkość defektów i nośność złącza.