Hybridfogning av ultrahöghållfasta stål till aluminium med Friction Stir Welding

Syfte och mål

Kombinationer av ultrahöghållfasta stål och lättmetallegeringar förväntas spela en stor roll i framtidens lätta fordon. I projektet provas hypotesen att friction stir welding kan användas för att skapa starka överlappsförband. Hypotesens mål har testats med hjälp av en 1.5mm AA5000 aluminiumlegering och ett 1.5mm zinkbelagt ultrahöghållfast stål DP800. Genom optimering av processparametrar i friction stir welding har goda mekaniska egenskaper erhållits. Resultaten är mycket lovande och hypotesen anses väl bekräftad.

Resultat och förväntade effekter

Projektet föreslår en innovativ sammanfogningsmetod för morgondagens ultrahöghållfasta stål och lättmetaller som uppfyller VINNOVA FFIs färdplansmål med robusthet, hög produktivitet, flexibilitet och kostnadseffektivitet. Tester utförda på en AA5000 legering och ett DP800 stål visar att goda mekaniska egenskaper kan erhållas i fogen och att processen är robust. Resultaten är mycket lovande.

Upplägg och genomförande

I detta projekt föreslås att friction stir verkyget enbart penetrerar lättmetalldelen och gnider mot ståldelen i överlappsförbandet. Försök genomförda på en AA5000 legering och ett ultrahöghållfast DP800 stål visar att goda mekaniska egenskaper kan erhållas i överlappsförbandet och att slitagehastigheten på verktyget är rimlig. Fogen skapas genom att gränsytan mellan stål och aluminium blir uppvärmd och plastiskt deformerad och att en kontrollerad kemisk reaktion sker i gränsområdet. Försök med ett intervall av processparametrar visar att processen är robust.