Charakterystyka mikrostruktury i właściwości zgrzein FSW wybranych stopów aluminium

Abstract

W niniejszym opracowaniu przedstawiono rezultaty eksperymentów zgrzewania oraz wyniki badań zgrzein płyt siluminu podeutektycznego AlSi9Mg (odlanych grawitacyjnie) i blach wykonanych ze stopów aluminium 2017A oraz 6082. Jedyną cechą wspólną tych materiałów jest aluminiowa osnowa, różni je skład chemiczny, mikrostruktura i inne właściwości związane z procesem ich wytwarzania. Badane zgrzeiny wykonane były z wykorzystaniem dwóch rodzajów narzędzia FSW, w tym prototypowego – typu Dual-speed. Zastosowano różne parametry i warunki zgrzewania przy założeniu uzyskania jak największej prędkości liniowej (dużej wydajności), nawet powyżej 1000 mm/min. W badaniach wykorzystano szereg technik analizy mikrostruktury, w tym mikroskopię świetlną, mikroskopię elektronową skaningową i transmisyjną. Zastosowano nowatorsko metodę anihilacji pozytonów do oceny koncentracji wakancji i gęstości dyslokacji w wybranych obszarach zgrzein. Charakterystykę właściwości mechanicznych przeprowadzono na podstawie rozkładów twardości oraz testy statycznego rozciągania. Tytułem wprowadzenia do zagadnień technologii FSW, w rozdziale pierwszym scharakteryzowano skalę zainteresowania przemysłu nową metodą, przedstawiono jej genezę oraz podstawowe cechy złącz (doczołowych) oraz narzędzi FSW. Wyniki badań, dotyczące różnych aspektów makro- i mikrostruktury wybranych obszarów na przekrojach poprzecznych oraz wzdłużnych, jak również rezultaty badań właściwości mechanicznych omówiono w rozdziałach drugim, trzecim i czwartym. W opracowaniu zawarto ponadto uwagi dotyczące przyjętej metodyki badań, wynikającej ze specyfiki budowy zgrzein (rozdział piąty). Czytelnik zainteresowany innymi od poruszonych w pracy aspektami technologii FSW, rozwojem badań i jej zastosowań, znajdzie pełne informacje w obszernej obcojęzycznej literaturze przedmiotu, zamieszczonej na końcu pracy. Uzupełnieniem podstawowego celu opracowania, jakim jest charakterystyka efektów zgrzewania, jest prezentacja zaawansowanych urządzeń przeznaczonych do technologii FSW na podstawie dokumentacji wykonanej przez autora w FSW Center w Pekinie, jak również zestawienie terminów anglojęzycznych i ich znaczeń, odnoszących się do omawianego tematu (załączniki 1 i 2). Eksperymenty oraz badania wykonane zostały (w przeważającej większości) w ramach grantu habilitacyjnego nr NN 508 618940.