Streszczenia / Abstracts 1/ 2013

Transkrypt

1 Zbigniew Mirski Dawid Majewski Lutowność tytanu w warunkach płomieniowego lutowania twardego pod osłoną topnika Titanium brazability in torch-heated conditions under the flux cover W artykule przedstawiono podstawowe problemy związane z lutowaniem tytanu w osłonie topnikowej. Podano mechanizm fizykochemicznego oddziaływania topników na powierzchni tytanu podczas procesu lutowania. Zamieszczono wyniki badań recepturowotechnologicznych, realizowanych w Instytucie Spawalnictwa w Gliwicach, nad specjalistycznym topnikiem do płomieniowego lutowania twardego. Omówiono właściwości lutownicze topnika oraz przedstawiono badania metalograficzne połączeń wykonanych z jego użyciem. Słowa kluczowe: tytan, lutowanie twarde, topnik lutowniczy. This article presents the basics problems with titanium brazability in flux cover. It has been presented the mechanism of physico-chemical fluxes reaction during the brazing process and the recipe and technology-related research on brazing fluxes for torch brazing titanium carried out in the Institute of Welding in Gliwice. Mechanical properties and macrostructure Keywords: titanium, brazing, brazing flux. Strony / Pages: 3-7 P R Z E G L Ą D S P A W A L N I C T W A 1 / Strona 1

2 Grzegorz Gontarz Warstwy intermetaliczne typu Fe-AL wytwarzane metodą TIG AC Fe-Al intermetallic layers produced by TIG AC method W pracy przedstawiono nową metodę bezpośredniego wytwarzania warstw na osnowie uporządkowanych faz międzymetalicznych ze związków Fe-Al. Zastosowano przetapianie prądem przemiennym techniką TIG natryskiwanej wcześniej powłoki aluminiowej na podłożu stalowym, uzyskując twardość w powłoce przekraczającą 1000 µhv. Artykuł ma przybliżyć zagadnienia wytwarzanie warstw intermetalicznych typu Fe-Al charakteryzujących się bardzo dobrymi właściwościami, jak np. wysoką odpornością na utlenianie czy wysoką odpornością na korozję w podwyższonej temperaturze oraz w środowisku korozyjnym. Słowa kluczowe: fazy międzymetaliczne, warstwy intermetaliczne Fe-Al, TIG AC, przetapianie, natryskiwanie cieplne. This paper presents the new method of in-situ production of ordered Fe-Al intermetallic based layers. The experiment has two stages. Once the thermally sprayed pure aluminum coating was applied on the steel substrate, the TIG AC method for remelting was used. The meanweld microhardness was higher than 1000 µhv. The proposed method makes possible production of intermetallic Fe-Al layers, which are characterized by very good properties, such as: high resistance to oxidation and corrosion at higher temperature in corrosive environment. Keywords: Fe-Al intermetallic layers, TIG AC, remelting, thermal spraying. Strony / Pages: 8-11 P R Z E G L Ą D S P A W A L N I C T W A 1 / Strona 2

3 Jolanta Zimmerman Dariusz Golański Tomasz Chmielewski Władysław Włosiński Model obliczeniowy do analizy naprężeń własnych w układzie powłoka-podłoże podczas nanoszenia powłok metodami termicznymi Numerical model for residual stress analysis in a coating-substrate system produced by thermal spraying methods W pracy przedstawiono sposób modelowania naprężeń własnych powstałych w czasie procesów termicznego nakładania powłok Ti na podłoża Al2O3 metodą elementów skończonych. Modelowanie podzielono na dwa etapy: 1 rozwiązanie zagadnienia uderzenia pojedynczej cząstki w podłoże z wykorzystaniem programu MES ANSYS-AUTODYNA, 2 termomechaniczna, nieliniowa analiza do symulacji procesu natryskiwania przez tworzenie przyrastających podwarstw w czasie (uaktualniana geometria) aż do uzyskania powłoki o określonej grubości i schładzanie całości. Obliczenia wykazały niższy poziom naprężeń własnych przy modelowaniu z przyrastającą powłoką w czasie w porównaniu z modelem jednowarstwowym. Słowa kluczowe: modelowanie MES, pole temperatury, naprężenia własne, powłoki, natryskiwanie cieplne. The paper presents the scheme of modeling of residual stresses generated during thermal spraying of metal coatings on ceramic substrates by using finite element method. The modeling was divided into two parts: solution of a problem of a single particle impact into the substrate, and nonlinear, thermo-mechanical analysis of a process of coating growth in time increments with geometry upgrade and subsequent cooling of the produced coatingsubstrate system. The calculation of temperature field and residual stresses in the developed model has been conducted for Ti-Al2O3 system. The results showed lower residual stresses obtained by the created model comparing to a simple one layer model. Keywords: FEM modeling, temperature field, residual stresses, coatings, thermal spraying. Strony / Pages: P R Z E G L Ą D S P A W A L N I C T W A 1 / Strona 3

4 Marcin Winnicki Aleksandra Małachowska Andrzej Ambroziak Badania numeryczne tworzenia metodą LPCS powłoki z cyny na podłożu aluminiowym Numerical simulations of Low Pressure Cold Spray method tin coating on aluminum substrate W pracy przedstawiono możliwość zastosowania obliczeń termodynamicznych oraz numerycznych w procesie niskociśnieniowego natryskiwania na zimno. Badania rozpoczęto od pomiaru natężenia przepływu gazu roboczego na wyjściu z palnika. Następnie w wyniku obliczeń wyznaczono parametry termodynamiczne panujące w różnych częściach dyszy de Lavala. Pozwoliło to wyznaczyć prędkość oraz temperaturę pojedynczej cząstki o średnicy 20 µm na wyjściu z dyszy. Otrzymane wyniki wprowadzono do programu numerycznego, gdzie przeprowadzono obliczenia osadzania sferycznej cząstki stopu cyny Sn97Cu3 na płaskim podłożu aluminiowym. Wyniki zestawiono i porównano dla wszystkich badanych nastaw urządzenia. W celu weryfikacji obliczeń przeprowadzono eksperyment, w którym wykorzystano zadane parametry, dla których naniesiono po jednym ściegu warstwy. Przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego znaleziono pojedynczo osadzone ziarna i porównano je z wynikami numerycznymi pod względem odkształcenia podczas zderzenia z podłożem. Słowa kluczowe: Cold Spray, dysza de Lavala, MES. The paper describes a possibility of thermodynamic and numerical computations application in Cold Spray process. The research began with flow rate measurements of working gas by rotameter at the end of the torch. Next by a huge range of calculations thermodynamic parameters in de Laval nozzle were determined. Further calculations gave a possibility to determine velocity and temperature of a single particle 20 µm in diameter. Obtained results were imported to computer program, where numerical computations of spherical tin alloy (Sn97Cu3) particle deposition on flat aluminum substrate were performed. Numerical results were compared for every given parameters. Finally, several experiments were performed, where in each sample of coating one run was made. Scanning electron microscope was used to find one deposited particle in each run which were compared with numerical results in regard to plastic strain during collision with the substrate. Keywords: Cold Spray, de Lavala nozzle, Finite Element Method. Strony / Pages: P R Z E G L Ą D S P A W A L N I C T W A 1 / Strona 4

5 Jarosław Grześ Wymiar fraktalny gradientowej warstwy pośredniej Al 2 O 3 Cr The fractal dimension of Al 2 O 3 Cr graded intermediate layers W artykule przedstawiono wyniki pomiarów wymiaru fraktalnego struktury gradientowej warstwy pośredniej w złączu Al2O3 H25T. Dla analizowanych struktur warstwy pośredniej określono zawartość Al2O3 oraz wymiar fraktalny liniowy, wykorzystując metodę linii pomiarowej (LCD), będącą modyfikacją metody box counting dimension (BCD). Słowa kluczowe: wymiar fraktalny, struktura, kompozyty. The paper presents the results of Al2O3 Cr FGM intermediate layer fractal analysis. The intermediate layers were used to obtain the Al2O3 H25T joints. The selected crosssection structures of Al2O3 Cr intermediate layer have been the subject of investigation. The computer image processing techniques have been applied to prepare binary images of structures for Al2O3 distribution and fractal dimension measurements. The line counting dimension algorithm, based on the box counting dimension method (BCD), has been used to obtain the fractal dimension of analyzed structures. Keywords: fractal dimension, structure, composites Strony / Pages: P R Z E G L Ą D S P A W A L N I C T W A 1 / Strona 5

6 Paweł Cegielski Andrzej Kolasa Dariusz Golański Tadeusz Sarnowski Andrzej Oneksiak Innowacyjne rozwiązania konstrukcyjne w przemysłowych urządzeniach do automatyzacji procesów spawalniczych Transfer of innovative design solutions in industrial automation of welding processes Jednym z kierunków rozwoju technologii spawalniczych jest ich automatyzacja i robotyzacja realizowana za pomocą urządzeń zapewniających najwyższą jakość i powtarzalność, ale także wysoki poziom bezpieczeństwa, łatwość adaptacji do nowych zadań czy odporność na niedokładność wymiarową spawanych części. Zakład Inżynierii Spajania Politechniki Warszawskiej od wielu lat stymuluje prace badawczo rozwojowe i wdrożeniowe we współpracy z krajowymi producentami i integratorami urządzeń do automatyzacji i robotyzacji procesów spawalniczych. W artykule przedstawiono efekty ostatnich opracowań konstrukcyjnych, transferowanych do przemysłu w ramach projektów celowych FSNT-NOT w latach Słowa kluczowe: automatyzacja, robotyzacja, kabina, laser, wysięgnik, TIG, spawanie orbitalne One of the directions of development of welding technology is the automation and robotics performed using equipment to ensure the highest quality and repeatability, but also a high level of security, ease of adaptation to new tasks or dimensional inaccuracy resistance of welded parts. Department of Welding Engineering of Warsaw University of Technology stimulate research-deve-lopment and implementation in cooperation with national manufacturers and integrators of automation equipment and robotic welding processes for many years. This paper presents the effects of recent studies of structural, transferred to industry in the targeted projects FSNT-NOT in the years 2010 to Keywords: automation, robotic, cabin, laser, extension arm, TIG, orbital welding Strony / Pages: P R Z E G L Ą D S P A W A L N I C T W A 1 / Strona 6

7 Krzysztof Skrzyniecki Paweł Cegielski Andrzej Kolasa Paweł Kołodziejczak Charakterystyki statyczne nowoczesnych urządzeń do spawania łukowego Static characteristics of modern arc welding equipment Analiza charakterystyk statycznych jest jedną z niewielu metod określania właściwości spawalniczych źródeł zasilających. Znajduje szerokie zastosowanie w odniesieniu do urządzeń transformatorowych i konwencjonalnych prostowników. Nowoczesne zasilacze inwertorowe z wbudowanymi układami regulacji, umożliwiającymi zaprogramowanie przebiegu charakterystyk statycznych, przeważnie z łatwością spełniają stawiane im, z punktu widzenia przebiegu procesu spawania, kryteria jakościowe. Jednak urządzenia te różnią się między sobą właściwościami użytkowymi, a określane w odpowiedni sposób charakterystyki statyczne nadal mogą być cennym źródłem informacji dotyczących właściwości technologicznych. W artykule przedstawiono wyniki badań charakterystyk statycznych urządzeń inwertorowych do spawania elektrodą otuloną oraz metodą MIG/MAG. Słowa kluczowe: charakterystyki statyczne, spawalnicze źródła zasilające, pomiary. Analysis of static characteristics is one of the few methods for the determination of the welding power source, is widely used for transformer units and conventional chargers. Modern power inverter with built-in control, allowing programming of static characteristics and meet the quality criteria in accordance to the process of welding. However, these devices differ in functional properties, as defined in an appropriate way static characteristics can still be a valuable source of information on technological properties. This paper presents the results of static characteristics inverter equipment for MMA welding and MIG/ MAG welding. Keywords: static characteristics, welding power sources, measurements Strony / Pages: P R Z E G L Ą D S P A W A L N I C T W A 1 / Strona 7

8 Krajewski Arkadiusz Wpływ fazy drgań ultradźwiękowych na strukturę i twardość napoin stopu aluminium 2017A Effects of the ultrasonic vibrations phase on structure and hardness surface-welds of 2017A aluminum alloy W artykule przedstawiono wyniki badań struktury i twardości napoin uzyskanych metodami MIG na falowodzie w kształcie walca ze stopu aluminium 2017A. Badania miały charakter porównawczy i polegały na zestawieniu wyników uzyskanych napoin ze wspomaganiem drganiami ultradźwiękowymi oraz bez stosowania drgań. Celem zaprezentowanych badań było określenie wpływu fazy drgań ultradźwiękowych na strukturę i twardość uzyskanych napoin. Budowa strukturalna i twardość napoin uzyskanych z zastosowaniem drgań wykazywały zależność od ich fazy. Słowa kluczowe: ultradźwiękowe drgania mechaniczne, twardość, struktura, spawanie metodą MIG, stopy aluminium. The structure and hardness of the surface-welds and fusion-welds made on a 2017A aluminum alloy waveguide using the MIG method with and without the participation of ultrasonic vibrations were examined. Cross-sections of the fusions and surface-welds thus obtained were observed in a microscope and the hardness distributions were determined. The aim of the study was to analyze the effects of the ultrasonic vibrations applied to the melted metal pool by a vibrating substrate which in our experiments was a waveguide. The interactions of the ultrasonic vibrations with the molten metal during its solidification and also with the heat-affected zone were examined at various phases of the vibration wave. The ultrasonic vibrations affected the structure of weld. These changes are strongly depended of vibration wave phase. Keywords: ultrasonic mechanical vibration, hardness, structure, MIG welding, aluminum alloys. Strony / Pages: P R Z E G L Ą D S P A W A L N I C T W A 1 / Strona 8