PL206796B1 - Method for friction line welding of elements made of different materials - Google Patents

Method for friction line welding of elements made of different materials

Info

Publication number
PL206796B1
PL206796B1 PL362908A PL36290803A PL206796B1 PL 206796 B1 PL206796 B1 PL 206796B1 PL 362908 A PL362908 A PL 362908A PL 36290803 A PL36290803 A PL 36290803A PL 206796 B1 PL206796 B1 PL 206796B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
elements
penetrator
pin
materials
welded
Prior art date
Application number
PL362908A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL362908A1 (en
Inventor
Adam Pietras
Janusz Filipczyk
Andrzej Misz
Hubert Papkala
Leszek Zadroga
Original Assignee
Inst Spawalnictwa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Spawalnictwa filed Critical Inst Spawalnictwa
Priority to PL362908A priority Critical patent/PL206796B1/en
Publication of PL362908A1 publication Critical patent/PL362908A1/en
Publication of PL206796B1 publication Critical patent/PL206796B1/en

Links

Landscapes

  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206796 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 362908 (51) Int.Cl. (12) PATENT DESCRIPTION (19) PL (11) 206796 (13) B1 (21) Application number: 362908 (51) Int.Cl.

B23K 20/12 (2006.01) B23K 20/22 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 16.10.2003 (54) Sposób liniowego zgrzewania tarciowego elementów z różnych materiałów (73) Uprawniony z patentu:B23K 20/12 (2006.01) B23K 20/22 (2006.01) (22) Application date: October 16, 2003 (54) Method of linear friction welding of elements made of various materials (73).

(43) Zgłoszenie ogłoszono:(43) Application was announced:

18.04.2005 BUP 08/05 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:18.04.2005 BUP 08/05 (45) The following was announced about the grant of the patent:

30.09.2010 WUP 09/10September 30, 2010 WUP 09/10

INSTYTUT SPAWALNICTWA, Gliwice, PL (72) Twórca(y) wynalazku:INSTITUTE OF WELDING, Gliwice, PL (72) Inventor (s):

ADAM PIETRAS, Czerwionka-Leszczyny, PL JANUSZ FILIPCZYK, Gliwice, PL ANDRZEJ MISZ, Ruda Śląska, PLADAM PIETRAS, Czerwionka-Leszczyny, PL JANUSZ FILIPCZYK, Gliwice, PL ANDRZEJ MISZ, Ruda Śląska, PL

HUBERT PAPKALA, Gierałtowice, PL LESZEK ZADROGA, Gliwice, PLHUBERT PAPKALA, Gierałtowice, PL LESZEK ZADROGA, Gliwice, PL

PL 206 796 B1PL 206 796 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób liniowego, doczołowego zgrzewania tarciowego, z mieszaniem wnętrza zgrzeiny, elementów z materiałów różniących się własnościami fizycznymi i/lub mechanicznymi, zwłaszcza elementów w postaci blach, w szczególności z aluminium, miedzi lub ich stopów.The subject of the invention is a method of linear, frictional butt welding, with mixing the inside of a weld, of elements made of materials differing in physical and / or mechanical properties, especially elements in the form of sheets, in particular aluminum, copper or their alloys.

Powszechnie znane i szeroko stosowane w praktyce przemysłowej do łączenia elementów wykonanych z różnorodnych materiałów jest zgrzewanie tarciowe wykorzystujące względny ruch łączonych elementów, generujące ciepło tarcia na powierzchniach przeznaczonych do zgrzewania.Friction welding is widely known and widely used in industrial practice for joining elements made of various materials. It uses the relative movement of the joined elements, generating frictional heat on the surfaces to be welded.

Ze względu na możliwy do stosowania układ względnych ruchów powierzchni tarcia oraz konieczną sekwencję docisków podczas procesu, metoda ta może być stosowana do łączenia doczołowego prętów, rur i podobnych elementów, lecz nie nadaje się do łączenia liniowego doczołowego płaskich elementów, zwłaszcza blach, gdzie wymagane jest uzyskiwanie ciągłych, wzdłużnych zgrzein.Due to the possible system of relative movements of the friction surfaces and the necessary sequence of clamps during the process, this method can be used for butt joining bars, pipes and similar elements, but it is not suitable for linear butt joining of flat elements, especially sheets, where obtaining continuous, longitudinal welds.

Z polskiego opisu patentowego nr 176524 znany jest sposób zgrzewania tarciowego z mieszaniem wnętrza zgrzeiny, wykorzystujący dodatkowy, nie zużywający się penetrator zakończony kołkiem, wykonany z materiału twardszego od materiałów zgrzewanych elementów. Według tego sposobu, penetrator wprawia się w ruch obrotowy i wprowadza go między zgrzewane powierzchnie łączonych elementów i dzięki generowaniu ciepła tarcia nagrzewa się materiały tych elementów do temperatury zgrzewania. Obracający się penetrator przemieszcza się wewnątrz obu zgrzewanych elementów, wzdłuż zgrzewanych powierzchni i zestala uplastyczniony materiał za penetratorem, tworząc ciągłą zgrzeinę.Polish patent specification No. 176 524 describes a method of friction stir welding of the inside of a weld, using an additional, wear-free penetrator ended with a pin, made of a material harder than the materials of the welded elements. According to this method, the penetrator is made to rotate and it is introduced between the surfaces of the joined elements to be welded, and thanks to the generation of frictional heat, the materials of these elements are heated to the welding temperature. The rotating penetrator moves inside both elements to be welded along the surfaces to be welded and solidifies the plasticized material behind the penetrator, creating a continuous weld.

Sposób ten pozwala na wykonywanie wzdłużnych zgrzein blach z materiałów o takich samych lub podobnych własnościach, zwłaszcza z aluminium i jego stopów.This method allows longitudinal welds of sheets to be made of materials with the same or similar properties, especially aluminum and its alloys.

Sposób ten nie nadaje się jednak do łączenia doczołowego liniowego blach z materiałów znacznie różniących się własnościami fizycznymi, jak w przypadku zgrzewania elementów aluminiowych z elementami miedziowymi. Wprowadzenie penetratora z kołkiem między zgrzewane powierzchnie łączonych elementów, w przypadku znacznych różnic we własnościach fizycznych zgrzewanych materiałów (różnych twardości, własności wytrzymałościowych albo temperatur topnienia), powoduje zdecydowanie niesymetryczne nagrzewanie i uplastycznianie się elementów, najczęściej prowadzi do nagrzania i uplastycznienia materiału jedynie jednego ze zgrzewanych elementów, nie doprowadzając do wystarczającego uplastycznienia w obszarze styku materiału drugiego z elementów. W wyniku tego uzyskuje się złącze ze zgrzeiną bardzo kruchą, o złej jakoś ci i niskiej wytrzymało ś ci.However, this method is not suitable for butt joining sheets of materials with significantly different physical properties, as in the case of welding aluminum elements with copper elements. The introduction of a penetrator with a pin between the surfaces of the joined elements to be welded, in the case of significant differences in the physical properties of the materials to be welded (different hardness, strength properties or melting temperatures), causes significantly asymmetrical heating and plasticization of the elements, most often leads to heating and plasticization of only one of the welded materials of the elements without producing sufficient plasticization in the contact area of the material of the other element. As a result, a joint with a very brittle weld of poor quality and low strength is obtained.

Ze zgłoszenia patentowego USA nr 20030102354 znany jest sposób liniowego zgrzewania elementów z materiałów o różnych własnościach fizycznych i/lub mechanicznych, takich jak przykładowo miedź i aluminium. Elementy te, z których jeden może mieć występ od strony górnej powierzchni a drugi wybranie odpowiadające kształtem i wymiarami temu występowi, dociska się czołowo i unieruchamia. Następnie, przy pomocy obracającego się penetratora z kołkiem, prowadzonego wyłącznie w materiale aluminium, równomiernie nagrzewa się i uplastycznia tarciowe jedynie element aluminiowy, bez nagrzewania tarciowego penetratorem elementu z miedzi.US patent application 20030102354 describes a method of linear welding of elements made of materials with different physical and / or mechanical properties, such as, for example, copper and aluminum. These elements, one of which may have a projection on the side of the upper surface and the other a recess corresponding to the shape and dimensions of this projection, are pressed in front and fixed. Then, by means of a rotating penetrator with a pin, guided exclusively in the aluminum material, only the aluminum element is evenly heated and frictional plasticized, without the frictional heating of the copper element with the penetrator.

Taki przebieg procesu gwarantuje wprawdzie, że aluminium nie będzie przegrzane w zgrzeinie ale z kolei miedź w styku łączonych elementów zostaje pośrednio nagrzana do zbyt niskich temperatur, aby uzyskać poprawne zgrzanie w stanie stałym. Ten sposób zgrzewania pozwala jedynie na uzyskanie połączenia elementów typu adhezyjnego i dyfuzyjnego. Połączenia takie w niektórych przypadkach mogą być korzystne, lecz ich wytrzymałość jest bardzo niewielka. Taka obniżona jakość zgrzeiny nie pozwala w pełni na zastosowanie tej metody do zgrzewania elementów aluminiowych z elementami miedziowymi, mających zastosowanie w przemyśle energetycznym czy elektrotechnicznym.This process course guarantees that the aluminum will not be overheated in the weld, but in turn the copper in the contact area of the joined elements is indirectly heated to too low temperatures to obtain correct solid-state welding. This method of welding only allows to obtain a combination of elements of the adhesive and diffusion type. Such combinations may be advantageous in some cases, but their strength is very weak. Such a reduced quality of the weld does not allow the full use of this method for welding aluminum elements with copper elements, which are used in the energy or electrotechnical industry.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu zgrzewania płaskich elementów z materiałów znacznie różniących się własnościami fizycznymi i/lub mechanicznymi, w szczególności aluminium i jego stopów z miedzią i jej stopami, dającego wysokiej jakości doczołowe liniowe połączenie, cechujące się wysoką wytrzymałością i plastycznością zgrzeiny.The aim of the invention is to develop a method of welding flat elements made of materials that differ significantly in physical and / or mechanical properties, in particular aluminum and its alloys with copper and its alloys, giving a high-quality linear butt joint, characterized by high strength and plasticity of the weld.

W sposobie według wynalazku dociska się czołowo i unieruchamia łączone elementy z których każdy ma inne własności fizyczne i/lub mechaniczne. Dotyczy to zwłaszcza zgrzewania aluminium i jego stopów z miedzią i jej stopami. Jeden z elementów ma wystę p a drugi ma wybranie odpowiadające kształtem i wymiarami temu występowi, korzystnie od strony dolnych powierzchni elementów. Następnie, do łączonych elementów wprowadza się obracający się penetrator, którego dolna część zakończona jest kołkiem, wykonany z materiału twardszego niż łączone elementy, i przesuwa się goIn the method according to the invention, the elements to be joined, each having different physical and / or mechanical properties, are pressed against and locked in place. This applies especially to welding aluminum and its alloys with copper and its alloys. One of the elements has a projection and the other has a recess corresponding to the shape and dimensions of this projection, preferably on the side of the lower surfaces of the elements. Then, a rotating penetrator is inserted into the joined elements, the lower part of which ends with a pin, made of a material harder than the joined elements, and it is moved

PL 206 796 B1 wzdłuż powierzchni styku zgrzewanych elementów, nagrzewając tarciowe i uplastyczniając materiał elementów, sukcesywnie zestalając materiał za kołkiem przesuwającego się penetratora.Along the contact surface of the elements to be welded, frictional heating and plasticizing the material of the elements, successively solidifying the material behind the pin of the moving penetrator.

Istota wynalazku polega na tym, że do łączonych elementów wprowadza się obracający się penetrator do takiego położenia aby jednocześnie dolna część penetratora posiadała stały kontakt z górnymi powierzchniami obu elementów, aby tak ż e wię ksza część powierzchni bocznej koł ka penetratora kontaktowała się tylko z materiałem jednego z elementów, najkorzystniej z materiałem elementu o niższych własnościach, oraz aby dolna część kołka penetratora posiadała stały kontakt z materiałami obydwu elementów w obszarze ich występu i wybrania, od strony ich dolnych powierzchni.The essence of the invention consists in the fact that a rotating penetrator is introduced into the joined elements in such a position that simultaneously the lower part of the penetrator has constant contact with the upper surfaces of both elements, so that the greater part of the side surface of the penetrator pin contacts only the material of one of the elements. of elements, most preferably with the material of the element with lower properties, and that the lower part of the penetrator pin is in constant contact with the materials of both elements in the area of their projection and recess, from the side of their lower surfaces.

W takim położeniu kołek penetratora na większej części swojej długości nagrzewa tarciowo i uplastycznia materiał jednego z elementów bez wchodzenia w kontakt z materiałem drugiego elementu z tym, że jednocześnie część dolna kołka penetratora kontaktuje się z materiałami obu zgrzewanych elementów i jednocześnie nagrzewa tarciowo i uplastycznia materiały obydwu elementów od strony ich dolnych powierzchni.In this position, the penetrator pin for most of its length heats and plasticizes the material of one of the elements without coming into contact with the material of the other element, but at the same time the lower part of the penetrator pin contacts the materials of both welded elements and at the same time frictionally heats and plasticizes the materials of both elements from the side of their lower surfaces.

Następnie, zachowując położenie obracającego się penetratora, przesuwa się go wzdłuż powierzchni styku zgrzewanych elementów i nierównomiernie, z różną intensywnością wzdłuż osi penetratora z kołkiem, nagrzewa się oraz uplastycznia materiały obydwu elementów, bardziej od strony powierzchni górnej i dolnej zgrzewanych elementów.Then, while maintaining the position of the rotating penetrator, it moves along the contact surface of the welded elements and unevenly, with varying intensity along the axis of the penetrator with the pin, heats up and plasticizes the materials of both elements, more from the top and bottom surface of the welded elements.

Dolna część penetratora, kontaktująca się z materiałami obydwu elementów, nagrzewa i uplastycznia materiały tych elementów od strony ich powierzchni górnych.The lower part of the penetrator, in contact with the materials of both elements, heats and plasticizes the materials of these elements from the side of their upper surfaces.

Kołek penetratora w swej centralnej części kontaktujący się z materiałem jednego z elementów, nagrzewa tarciowe i uplastycznia materiał tylko tego elementu, powoduje także nagrzewanie pośrednie materiału drugiego z elementów.The penetrator pin, in its central part, in contact with the material of one of the elements, heats frictionally and plasticizes the material of this element only, it also causes indirect heating of the material of the other element.

Dolna część kołka penetratora posiadająca stały kontakt z materiałami obu elementów, nagrzewa i uplastycznia tarciowe materiały obydwu elementów od strony ich powierzchni dolnych), w obszarze wystę pu i wybrania tych elementów.The lower part of the penetrator pin, in constant contact with the materials of both elements, heats and plasticizes the frictional materials of both elements from the side of their lower surfaces), in the area of the projection and recesses of these elements.

Tak więc według wynalazku materiały różniące się własnościami fizycznymi i/lub mechanicznymi, zwłaszcza miedź i aluminium, nagrzewa się z różną intensywnością wzdłuż osi penetratora z kołkiem. Takie właśnie niejednorodne nagrzewanie, wzdłuż osi penetratora z kołkiem, otaczających mas metali o różnych własnościach fizycznych i/lub mechanicznych, generuje dodatkowe pola naprężeń w obszarze styku, co prowadzi do zgrzania elementów i dodatkowo uł atwia oczyszczanie powierzchni styku nie uczestniczącej w procesach tarcia, w centralnych obszarach przekroju powierzchni styku.Thus, according to the invention, materials that differ in physical and / or mechanical properties, especially copper and aluminum, are heated with different intensities along the axis of the penetrator with the pin. Such non-uniform heating, along the axis of the penetrator with the pin, of the surrounding masses of metals with different physical and / or mechanical properties, generates additional stress fields in the contact area, which leads to welding of the elements and additionally facilitates cleaning of the contact surface not participating in friction processes, in central cross-sectional areas of the contact surfaces.

W przypadku zgrzewania aluminium z miedzią wedł ug wynalazku, proces nagrzewania i oczyszczania powierzchni styku materiałów zostaje zwielokrotniony przez wykorzystanie nagrzewania tarciowego z różną intensywnością wzdłuż osi kołka, przez nagrzewanie jedynie materiału aluminium w centralnych obszarach styku i równoczesnym nagrzewaniu aluminium wraz z małą objętością miedzi od strony dolnych powierzchni zgrzewanych elementów. Proces tarcia w miedzi generuje znacznie więcej ciepła niż tarcie w aluminium. Ciepło to jest transportowane w głąb dobrze przewodzących materiałów, w cały obszar łączenia. Mała masa miedzi podlegająca nagrzewaniu tarciowemu, w porównaniu do otaczają cej ją masy aluminium sprawia, ż e nie zostaje przegrzane aluminium w obszarze styku. Część generowanego ciepła nagrzewa miedź wzdłuż linii styku, a część jest odprowadzana przez aluminium. Stąd też według wynalazku wprowadza się do styku metali, w obszarze centralnym przekroju styku, takie porcje ciepła jakie są niezbędne do poprawnie prowadzonego zgrzewania w stanie stałym oraz wytwarza się dodatkowe pole naprężeń ułatwiające oczyszczanie powierzchni stykowych.In the case of welding aluminum with copper according to the invention, the process of heating and cleaning the contact surfaces of materials is multiplied by using frictional heating with varying intensity along the axis of the pin, by heating only the aluminum material in the central contact areas and simultaneously heating the aluminum with a small volume of copper from the side of the pin. the lower surfaces of the elements to be welded. The friction process in copper generates much more heat than friction in aluminum. This heat is transported deep into the well-conductive materials, into the entire joint area. The low mass of copper subjected to frictional heating, compared to the surrounding aluminum mass, means that the aluminum in the contact area is not overheated. Some of the heat generated heats the copper along the contact line, and some is dissipated by the aluminum. Hence, according to the invention, in the central area of the contact cross-section, such amounts of heat are introduced into the contact of metals as are necessary for properly conducted welding in the solid state, and an additional stress field is created to facilitate cleaning of the contact surfaces.

Uzyskana zgrzeina ma cechy ciągłej wzdłużnej zgrzeiny zgniotowej, o dużej plastyczności I wytrzymałości, niemożliwej do uzyskania znanymi sposobami łączenia.The obtained weld has the features of a continuous longitudinal deformation weld, with high plasticity and strength, impossible to obtain with known methods of joining.

Przedmiot wynalazku przedstawiono dokładnie w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok poprzeczny zgrzewanej blachy ze stopu aluminium z blachą z aluminium oraz ustawienie penetratora z kołkiem podczas procesu ich zgrzewania, fig. 2 przedstawia widok poprzeczny zgrzewanych blach z miedzi i z aluminium oraz ustawienie penetratora z kołkiem podczas procesu ich zgrzewania a fig. 3 przedstawia schematyczny widok procesu zgrzewania miedzi i aluminium.The subject of the invention is presented in details in the drawing, in which Fig. 1 shows a cross view of a welded sheet of aluminum alloy with a sheet of aluminum and the positioning of the penetrator with a pin during the welding process, Fig. 2 shows a cross view of the welded sheets of copper and aluminum and positioning the penetrator with the pin during the welding process, and Fig. 3 shows a schematic view of the welding process for copper and aluminum.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Dwie blachy (1,2) o wymiarach 100 mm x 500 mm x 4 mm, z których jedna wykonana jest z aluminium (1) a druga ze stopu aluminium 5251 (2), dociska się do siebie czołowo i unieruchamia. Czoło blachy aluminiowej (1) ma występ w postaci ścięcia od strony górnej i dolnej powierzchni blachy, na4Two sheets (1,2) with dimensions of 100 mm x 500 mm x 4 mm, one of which is made of aluminum (1) and the other of aluminum alloy 5251 (2), are pressed together frontally and fixed. The face of the aluminum sheet (1) has a protrusion in the form of a chamfer on the top and bottom side of the sheet, na4

PL 206 796 B1 tomiast czoło blachy ze stopu 5251 (2) ma wybranie odpowiadające kształtem i wymiarami występowi blachy aluminiowej.The face of the 5251 sheet (2) has a recess corresponding to the shape and dimensions of the protrusion of the aluminum sheet.

Do łączonych elementów (1,2) wprowadza się obracający się penetrator (3) tak, że większa część powierzchni bocznej kołka (4) penetratora (3) kontaktuje się tylko z materiałem blachy aluminiowej (1), dolna część kołka (4) penetratora (3) kontaktuje się zarówno z blachą aluminiową (1) jak i z blachą ze stopu 5251 (2), od strony ich dolnych powierzchni, w obszarze wystę pu i wybrania blach, natomiast dolna część penetratora (3), z której wystaje kołek (4) penetratora, kontaktuje się z górnymi powierzchniami obydwu blach (1,2).A rotating penetrator (3) is inserted into the joined elements (1,2) so that the greater part of the side surface of the pin (4) of the penetrator (3) is in contact only with the material of the aluminum sheet (1), the lower part of the pin (4) of the penetrator ( 3) it contacts both the aluminum sheet (1) and the 5251 sheet (2), from the side of their lower surfaces, in the area of the protrusion and recess of the sheets, while the lower part of the penetrator (3), from which the pin (4) protrudes penetrator, it contacts the upper surfaces of both plates (1,2).

Tak ustawiony penetrator (3) z kołkiem (4) przesuwa się wzdłuż powierzchni styku zgrzewanych blach (1,2) i nagrzewa oraz uplastycznia blachy nierównomiernie, z różną intensywnością wzdłuż osi penetratora (3) z kołkiem (4), bardziej od strony powierzchni górnej i dolnej zgrzewanych blach (1,2), sukcesywnie zestalając materiał za kołkiem (4) penetratora (3).The penetrator (3) with the pin (4) set in this way moves along the contact surface of the welded sheets (1,2) and heats and plasticizes the sheets unevenly, with varying intensity along the axis of the penetrator (3) with the pin (4), more from the upper surface and the lower welded sheets (1,2), successively solidifying the material behind the pin (4) of the penetrator (3).

Uzyskana ciągła zgrzeina zgniotowa ma zwartą strukturę o dużej plastyczności i wytrzymałości.The obtained continuous deformation weld has a compact structure with high plasticity and strength.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Dwie blachy (1,2) o wymiarach 100 mm x 500 mm x 4 mm, z których jedna wykonana jest z miedzi (2) a druga z aluminium (1), dociska się do siebie czołowo i unieruchamia. Czoło blachy miedzianej (2) ma płaski występ od strony powierzchni dolnej, natomiast czoło blachy aluminiowej (1) ma wybranie od strony dolnej powierzchni blachy, odpowiadające kształtem i wymiarami występowi blachy miedzianej (2).Two sheets (1,2) with dimensions of 100 mm x 500 mm x 4 mm, one of which is made of copper (2) and the other of aluminum (1), are pressed together frontally and immobilized. The face of the copper sheet (2) has a flat protrusion on the side of the bottom surface, while the face of the aluminum sheet (1) has a recess on the side of the bottom surface of the sheet, corresponding to the shape and dimensions of the protrusion of the copper sheet (2).

Do łączonych elementów (1,2) wprowadza się obracający się penetrator (3) tak, że powierzchnia boczna kołka (4) penetratora (3) kontaktuje się tylko z materiałem blachy aluminiowej (1), dolna część kołka (4) penetratora (3) kontaktuje się zarówno z blachą aluminiową (1) jak i z blachą miedzianą (2), od strony ich dolnych powierzchni, w obszarze występu i wybrania blach, natomiast dolna część penetratora (3) kontaktuje się z górnymi powierzchniami obydwu blach (1,2). Tak ustawiony penetrator (3) z kołkiem (4) przesuwa się wzdłuż powierzchni styku blach (1,2) i nagrzewa oraz uplastycznia blachy nierównomiernie, z różną intensywnością wzdłuż osi penetratora (3) z kołkiem (4), bardziej od strony powierzchni górnej i dolnej zgrzewanych blach (1,2), sukcesywnie zestalając materiał za kołkiem (4) penetratora (2).A rotating penetrator (3) is inserted into the joined elements (1,2) so that the side surface of the pin (4) of the penetrator (3) is in contact only with the material of the aluminum sheet (1), the lower part of the pin (4) of the penetrator (3) it contacts both the aluminum sheet (1) and the copper sheet (2), from the side of their lower surfaces, in the area of the projection and recess of the sheets, while the lower part of the penetrator (3) contacts the upper surfaces of both sheets (1,2). The penetrator (3) with the pin (4) set in this way moves along the contact surface of the sheets (1,2) and heats and plasticizes the sheets unevenly, with varying intensity along the axis of the penetrator (3) with the pin (4), more from the upper surface and the lower welded sheets (1,2), successively solidifying the material behind the penetrator pin (4) (2).

Uzyskana ciągła wzdłużna zgrzeina zgniotowa charakteryzuje się zwartą strukturą, wolną od porów, nieciągłości oraz dobrą plastycznością i wytrzymałością.The obtained continuous longitudinal compression weld is characterized by a compact structure, free from pores, discontinuities, and good plasticity and strength.

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim Sposób liniowego zgrzewania tarciowego elementów z różnych materiałów, w którym dociska się do siebie czołowo i unieruchamia łączone elementy z materiałów o różnych własnościach fizycznych i/lub mechanicznych, z których jeden ma występ a drugi wybranie odpowiadające kształtem i wymiarami temu występowi, następnie przy pomocy obracającego się penetratora, którego dolna część zakończona jest kołkiem, nagrzewa się i uplastycznia zgrzewany materiał wzdłuż powierzchni styku elementów, sukcesywnie zestalając materiał za kołkiem przesuwającego się penetratora, znamienny tym, że do łączonych elementów (1,2) wprowadza się obracający się penetrator (3) do takiego położenia, aby jednocześnie dolna część penetratora (3) posiadała stały kontakt z górnymi powierzchniami obu zgrzewanych elementów (1,2), aby większa część powierzchni bocznej kołka (4) penetratora (3) kontaktowała się tylko z materiałem jednego z elementów (1,2), korzystnie z materiałem elementu o niższych własnościach (1), oraz aby dolna część kołka (4) penetratora (3) posiadała stały kontakt z materiałami obu elementów (1,2) w obszarze ich występu i wybrania, następnie, zachowując stałe położenie obracającego się penetratora (3), przesuwa się go wzdłuż powierzchni styku zgrzewanych elementów (1,2) i nierównomiernie, z różną intensywnością wzdłuż osi penetratora (3) z kołkiem (4), bardziej od strony powierzchni górnej i dolnej zgrzewanych elementów (1,2), nagrzewa się oraz uplastycznia jednocześnie materiały obydwu elementów (1,2).A method of linear friction welding of elements made of different materials, in which the joined elements made of materials with different physical and / or mechanical properties are pressed together and fixed, one of which has a projection and the other a recess corresponding to the shape and dimensions of this projection, then by rotating the penetrator, the lower part of which ends with a pin, heats up and plasticizes the welded material along the contact surface of the elements, gradually solidifying the material behind the pin of the moving penetrator, characterized in that a rotating penetrator (3) is introduced into the joined elements (1,2) to such a position that at the same time the lower part of the penetrator (3) is in constant contact with the upper surfaces of both welded elements (1,2), so that the greater part of the side surface of the pin (4) of the penetrator (3) is in contact only with the material of one of the elements (1) , 2), preferably with the material of the element with lower properties (1), and to The main part of the pin (4) of the penetrator (3) was in constant contact with the materials of both elements (1,2) in the area of their projection and recess, then, while maintaining a constant position of the rotating penetrator (3), it moves along the contact surface of the elements to be welded ( 1,2) and unevenly, with different intensity along the axis of the penetrator (3) with the pin (4), more on the upper and lower surface of the welded elements (1,2), the materials of both elements (1,2) heat up and plasticize at the same time .
PL362908A 2003-10-16 2003-10-16 Method for friction line welding of elements made of different materials PL206796B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL362908A PL206796B1 (en) 2003-10-16 2003-10-16 Method for friction line welding of elements made of different materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL362908A PL206796B1 (en) 2003-10-16 2003-10-16 Method for friction line welding of elements made of different materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL362908A1 PL362908A1 (en) 2005-04-18
PL206796B1 true PL206796B1 (en) 2010-09-30

Family

ID=35070203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL362908A PL206796B1 (en) 2003-10-16 2003-10-16 Method for friction line welding of elements made of different materials

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL206796B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110573289A (en) * 2017-08-22 2019-12-13 日本轻金属株式会社 Method for manufacturing liquid cooling jacket

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110573289A (en) * 2017-08-22 2019-12-13 日本轻金属株式会社 Method for manufacturing liquid cooling jacket

Also Published As

Publication number Publication date
PL362908A1 (en) 2005-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL185998B1 (en) Method of and apparatus for friction-assisted welding
US7216793B2 (en) Friction stir welding travel axis load control method and apparatus
Dehghani et al. Investigations on the effects of friction stir welding parameters on intermetallic and defect formation in joining aluminum alloy to mild steel
ES2237383T3 (en) WELDING BY FRICTION.
JP2005288499A (en) Friction stir welding method and reforming method thereby
CN106853548A (en) Welding electrode for carrying out resistance spot welding to the job stacking including aluminium workpiece and steel workpiece
JP2004314115A (en) Heat transfer element, and method for manufacturing the same
Bhattacharya et al. Influence of welding parameters on material flow, mechanical property and intermetallic characterization of friction stir welded AA6063 to HCP copper dissimilar butt joint without offset
JP2009148821A (en) Friction-stir weldment and system and method for producing the same
JP4328622B2 (en) Method and apparatus for joining light metal parts
EP1029627A1 (en) Friction agitation jointing method of metal workpieces
WO2019181360A1 (en) Metal material solid-phase bonding method and solid-phase bonding device
Ullegaddi et al. Friction stir welding tool design and their effect on welding of AA-6082 T6
Kulkarni et al. Effect of backing plate material diffusivity on microstructure, mechanical properties of friction stir welded joints: a review
Sajan et al. Friction stir welding of aluminum 6082 with mild steel and its joint analyses
JP2010149134A (en) Friction stir welding method and friction stir welding apparatus
PL206796B1 (en) Method for friction line welding of elements made of different materials
Zettler et al. Effect of tool geometry and process parameters on material flow in FSW of an AA 2024-T351 alloy
JP4066433B2 (en) Method and apparatus for joining dissimilar materials by laser irradiation
Zhi-Hong et al. Friction stir welding of aluminum alloys
JP7433663B2 (en) Dissimilar material solid phase joining method, dissimilar material solid phase joining structure, and dissimilar material solid phase joining device
Chaudhari Joining of aluminium to copper by friction stir welding
Ibrahim et al. Effect of tool-pin geometry on microstructure and temperature distribution in friction stir spot welds of similar AA2024-T3 aluminum alloys
Sharma et al. FRICTION STIR WELDING DEFECTS IN ALUMINUM TO COPPER JOINING: AN OVERVIEW.
Mishra Micro Friction Stir Welding Process: State of the Art

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20061016