Friction Stir Weldability of Copper Alloys

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2004

Department

Konetekniikan osasto

Major/Subject

Koneenrakennuksen materiaalitekniikka

Mcode

Kon-67

Degree programme

Language

en

Pages

115+3

Series

Abstract

Kitkahitsaus pyörivällä työkalulla (friction stir welding, FSW) on uusi liittämismenetelmä, jota käytetään laajasti alumiinin ja alumiiniseosten teolliseen hitsaamiseen. Sitä käyttäen voidaan liittää materiaaleja, joita on vaikeaa tai mahdotonta liittää perinteisillä sulahitsausmenetelmillä. Koska FSW on kiinteän tilan hitsausmenetelmä, vältytään sulatilan aiheuttamilta hitsausvirheiltä, kuten jähmettymishalkeilulta. Myös hitsausmuodonmuutokset ovat pieniä. Tämän diplomityön tarkoitus oli selvittää tekijät, jotka vaikuttavat kuparin ja kupariseosten kitkahitsattavuuteen pyörivällä työkalulla, sekä löytää toimivat hitsausparametrit ja työkalumateriaalit. Kuparin kitkahitsattavuutta pyörivällä työkalulla arvioitiin käyttäen neljää kuparilaatua, happivapaata (Cu-OF), fosforideoksidoitua (Cu-DHP), alumiinipronssia (CuAl5Zn5Sn) ja nikkelikuparia (CuNi25). Tutkimuksessa käytettiin levynpaksuuksia 10 ja 11 mm sekä päittäisliitosten kaksipuoleista hitsausta. Cu-OF oli kylmävalssattua ja muut perusmateriaalit olivat kuumavalssattuja. Perusmateriaalien flow stress määritettiin käyttäen kuumavetokokeita lämpötiloissa 20, 300, 500, 700 ja 900 °C. Kuusi hitsiä (yksi Cu-OF-, kolme Cu-DHP-, ja kaksi CuA15Zn5Sn-hitsiä) tutkittiin käyttäen poikittaisia vetokokeita, kovuusmittauksia, taivutuskokeita, röntgentarkastusta, pyyhkäisyelektronimikroskopiaa (SEM), takaisinsirontaelektronidiffraktiota (electron backscatter diffraction, EBSD) sekä vetysairauskoetta. Kaikki hitsit kestivät taivutuskokeet ilman vaurioita. Vetolujuus oli Cu-OF-hitsillä noin 73 % ja Cu-DHP- ja CuA15Zn5Sn-hitseillä yhtä suuri kuin perusmateriaalilla. Cu-OF- ja Cu-DHP-hitseissä havaittiin vetysairautta oksidipartikkeleissa (entrapped oxide particles). Diplomityössä käytetyt työkalumateriaalit olivat H13-tyyppinen kuumaluja työkaluteräs (Uddeholm QRO 90 SUPREME), Ni-pohjainen superseos (IN738LC, IN939 sekä niiden sekoitus IN738mod, jossa oli 90 % IN738LC ja 10 % IN939), sintrattu TiC : Ni : Mo (3 : 2 : 1), HlPattu TiC : Ni : W (2 :1 : 1) ja puhdas wolframi. Tutkituista työkalumateriaaleista parhaat tulokset saatiin Ni-pohjaisilla superseoksilla, joita käyttäen saatiin hyviä Cu-OF-, Cu-DHP- ja CuAl5Zn5Sn -hitsejä.

Description

Supervisor

Hänninen, Hannu

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120450318

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK