接着補助型 TiB2 コーティングが摩擦撹拌溶接継手に及ぼす影響

Jun 30, 2023

Scientific Reports volume 12、記事番号: 17894 (2022) この記事を引用

536 アクセス

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

摩擦撹拌溶接は、鉄材料と非鉄材料を固体状態で接合するための新しい技術です。 溝充填技術は最も一般的であり、FSWed ゾーンに強化材をドープして接合部の特性を改善するために研究者によって一般的に使用されています。 この技術の主な欠点は、接合部の製造中に溝から少量の補強材が飛び出すことです。 本研究では、粒子強化摩擦撹拌溶接接合部の製造においてこの問題を克服するために、接着剤補助強化技術が使用されました。 今回の研究では、アルミニウム合金プレートの端を TiB2 の薄い層でコーティングしました。 コーティングされたエッジプレートとコーティングされていないエッジプレートは、テーパーねじピンツールを使用して、回転速度１４００および２２４０ｒｐｍ、溶接速度３２ｍｍ／分で摩擦撹拌溶接を使用して接合された。 コーティングされたエッジプレート溶接継手の引張強度は、コーティングされていない継手と比較して最も高く、39.74%優れていることがわかりました。 コーティングされたエッジジョイントの伸び率は、コーティングされていないエッジプレートジョイントよりも約 1.5 倍低いことが観察されました。 TiB2 強化コーティングされたエッジジョイントの曲げ強度は約 1.5 倍高いことがわかりました。 ただし、コーティングされたエッジプレートの衝撃強度は、コーティングされていないエッジジョイントよりもほぼ 3 倍低いことがわかりました。 TiB2 コーティングされたエッジ ジョイントは、回転速度 2240 で溶接されたコーティングされていないエッジ プレート ジョイントよりも 22.75% 高い硬度を示します。

摩擦撹拌溶接 (FSW) は、非消耗工具を使用して、ワーク材料を溶かさずに 2 つの向かい合うワークピースを接合するソリッドステート接合プロセスです 1、2、3。 回転ツールと被削材の摩擦によって熱が発生し、FSW ツール付近の領域が軟化します。 工具が接合線に沿って移動する間、2 つの金属片が機械的に混合され、工具によって加えられる機械的圧力によって高温で軟化した金属が鍛造されます。 ショルダー表面とワークピース間の摩擦により、熱の 87% が FSW ツールのショルダーによって発生すると報告されています4。 ツールのショルダーの形状は、溶接中の材料の流れに影響します。 ツールショルダーの大部分には、凹面、凸面、および平坦なプロファイルがあります5、6、7、8、9、10、11、12。 熱間加工された工具鋼 H13 は、アルミニウム合金の溶接に主に使用されます10、13。 ツールの傾斜角度により、ツールの下にある塑性変形した材料が圧迫されます。 一般に、FSW では 1° ～ 4° の工具傾斜角が使用されます。 FSW は、アルミニウム合金、銅合金、チタン合金、軟鋼、ステンレス鋼、マグネシウム合金などの類似金属および異種金属を接合できます14、15、16、17、18。 たとえ FSW が固体溶接プロセスであっても、かなりの入熱が発生し、微細構造に変化が生じる可能性があります。 FSWe 接合部のナゲットゾーン (NZ) エリア、熱機械影響エリア (TMAZ)、または熱影響ゾーン (HAZ) 内で過度の老化または硬化が発生することが報告されています 19,20。 機械的特性の損失は、これらの微細構造の変化領域、特に TMAZ および HAZ でよく見られます 21、22、23、24。 Mardalizadeh ら 25 は、AA2024 で形成された接合部の HAZ および TMAZ の硬度が低いことを報告しました。 溶接パラメータと溶接中の冷却パラメータの最適化にも関わらず、FSWe 接合部の機械的性能は、FSW プロセスで見られる強い熱機械的圧力による微細構造と機械的特性の出現のため、母材金属の機械的性能よりも低いままです26。 27.FSWed ジョイントの特性は、主にツールの回転速度、横方向の速度、ツールの傾斜角、プランジ深さなどのプロセス パラメータに依存します。 FSW パラメータの最適値は、ワークの材料特性、厚さ、工具形状によって異なります28。 接合部の硬度は、傾斜角度が増加するにつれて増加します29。 Elyasi et al.30 は、接合部の引張強度が最大となるのは、1° および 3° と比較して 2° の傾斜角でのアルミニウム合金の接合であると報告しました。 同様の観察が Acharya らによって報告されました。 31. FSW におけるツールの回転速度と横速度の組み合わせは複雑です。なぜなら、回転速度を上げるか横送り速度を下げると溶接がより高温になり、またその逆も同様であるためです。 接合部の微細構造と硬度は、溶接速度と比較して回転速度に大きく依存します。 Ghada et al.33 は、回転速度の低下に伴って関節の硬度が増加すると報告しました。 Ganesh と Kumar34 は、さまざまな工具回転速度で摩擦撹拌溶接されたアルミニウム合金シートの超塑性を調査しました。 その結果、工具回転速度の増加とともに超塑性が大幅に向上することがわかりました。 ナゲットゾーン内に強化粒子が存在すると、溶接継手の機械的特性が大幅に向上することが観察されました。 摩擦撹拌溶接ゾーンでの摩擦撹拌溶接中に強化材料を強化するために使用される強化技術は、FSW の重要な問題の 1 つです。 強化技術により、FSW 中の摩擦撹拌溶接ゾーンの強化材料の量と分布が減少します。 強化された摩擦撹拌溶接の特性は、摩擦撹拌溶接ゾーンにおける強化材料の効果的なドーピングと分布にも依存します。 Saeidi et al.35 は、Al2O3 強化接合部の製造のために Al2O3 ナノ粒子を充填するために溝充填技術を使用しました。 彼らは、Al2O3 で強化された FSW ジョイントの耐食性が優れていることに気づきました。 ただし、母材と補強材との結合が弱いため、衝撃強度は低下しました。 Kumar et al.36 も同様の技術を使用して、摩擦撹拌溶接ゾーンに SiC および Si3N4 粒子を導入しました。 Dragatogiannis et al.37 は、TiC 強化摩擦撹拌溶接接合部を作製するために、接合線に沿って深さがプレートの深さの半分である長方形の溝を機械加工しました。 彼らは、TiC で強化された接合部の硬度が 18% 増加したと報告しました。 さらに、接合部の引張強度や延性も向上しました。 Huang38 では、V 溝技術を使用して、摩擦撹拌溶接ゾーンに鉄ベースの強化粒子を導入しました。 その結果、鉄筋継手は引張強さ、延性に劣ることが分かりました。 ただし、工具の回転速度が増加すると、引張性と延性が増加しました。 Singh et al.39 は、穴充填技術を使用して、撹拌溶接の接合端に Al2O3 粒子を組み込みました。 彼らは、Al2O3 の体積分率が増加すると接合部の硬度が増加することを発見しました。 Pantelis et al.40 は、アルミニウム合金の溶接における FSW ゾーンの SiC ナノ粒子を強化しました。 彼らは、SiC を添加しない場合と比較して、溶接ナゲットの硬度が 18% 向上したと報告しています。 Pasha et al.41 は、さまざまな割合の SiC および Al2O3 で強化されたアルミニウム合金の溶接継手の機械的挙動を調査しました。 SiC 強化溶接継手の引張強さと硬度は、Al2O3 強化継手と比較して優れていることがわかりました。 しかしながら、微粒子補強継手の延性および衝撃強度は、補強されていない溶接継手と比較して劣ることが示されました。

FSWed ゾーンに補強を導入するために、研究者は主に溝充填技術を使用しました。 溝埋め技術では、接合部の製作中に溝から補強材が飛び出す可能性があります。 今回の研究では、粒子強化摩擦撹拌溶接継手の製造におけるこの種の困難を最小限に抑えるために、接着剤補助補強技術が使用されました。 この研究では、接合に必要な溶接前にプレートのエッジをコーティングすることにより、摩擦撹拌溶接ゾーンで TiB2 粉末を強化しました。 コーティング材料は、アラルダイト接着剤と TiB2 粉末を 1:1 の比率で混合することによって調製されました。 Al 1120 合金の口蓋端 (6 mm x 120 mm) をこのコーティング材料の薄層でコーティングしました。 コーティングエッジプレートは、テーパーねじ付きピンツールを使用して、ツール回転速度を変化させ、一定の溶接速度３２ｍｍ／分で摩擦撹拌溶接プロセスを使用して接合した。 この論文では、引張強さ、曲げ強さ、伸び率、衝撃強さ、および接合部の硬度を調査し、報告しました。

サンプルの作製には、厚さ 6 mm、幅 55 mm、長さ 100 mm の市販のアルミニウム合金 Al 1120 平板を使用しました。 Al 1120 の化学組成を表 1 に示します。TiB2 粉末とアラルダイト接着材料は、コーティング材料 (強化材料) を準備するためのものです。 ＴｉＢ２粉末の粒径は３２５メッシュ、純度は９９．９％であった。

TiB2 の SEM (走査型電子顕微鏡) 画像を図 1 に示します。

TiB2のSEM画像。

図 3b に示すように、摩擦撹拌溶接のセットアップは、垂直フライス盤 (M1TR、HMT Limited、ピンジョア、インド) で開発されました。 継手の製作には、図 2 に示す H13 製の円筒形ネジ形状ツールを使用しました。

テーパーネジ付きピンFSWツール。

接合部の作製には、ツール回転速度 1400 rpm および 2240 rpm、横速度 32 mm/min などの溶接パラメータが選択されました。 コーティング材料は、アラルダイト接着剤と TiB2 粉末を 1:1 の比率で混合することによって調製されました。 その後、図3aに示すように、接合するために必要な各プレートの端に沿って薄い層が広がり、大気中で乾燥させます。 コーティングの厚さは各プレート端で約 0.3 mm でした。 さらに、図 3c に示すように、サンプルはバッキング プレート上のフライス万力内の突き合わせ位置にしっかりとクランプされました。 最初に、FSW パラメータ、つまりツール回転速度は 700、900、1400、2240 rpm、および 32 mm/min の移動速度として選択されました。 700 rpm および 900 rpm で製造された継手では、溶接部にボイド (溶接欠陥) があることがわかりました。 この欠陥の原因は、低い工具回転速度での不適切な摩擦熱の発生による可能性があります。 図 3 に示すように、FSW ツールを使用して、ツール回転速度 1400 rpm および 2240 rpm、溶接速度 32 mm/min で FSW 接合を作製しました。溶接サンプルを図 3d に示します。 溶接サンプルのすべてのカテゴリを図 4 に示します。引張試験用の試験サンプルは ASTM 規格 E8/E8M-09 に従って準備されました。 寸法と試験サンプルを図 5 に示します。曲げ試験サンプルは ASTM 規格 E290 に従って準備されました。 寸法を図 6 に示します。コンピュータ化された UTM マシン (インド、アグラの Neelam Engineering Company) を使用して、関節の引張試験と曲げ試験を実行しました。 溶接サンプルの引張および曲げ試験は、ひずみ速度 0.1 mm/min で実行されました。 ASTM 規格 E-23 に従って作成した衝撃試験を図 7 に示します。シャルピー衝撃試験は、デジタル衝撃試験機 (Faune Test Equipment Pvt Ltd、Type-AIT-300D) を使用して実施しました。 溶接サンプルの各カテゴリの 3 つのサンプルがテストされました。 複合材料のビッカース硬度試験は、荷重 5 kg、滞留時間 20 秒で実施されました。 FSWed ゾーンの異なる場所で 3 つの硬度の測定値が取得されました。

(a) サンプル仕様 (b) FWS セットアップ (c) 溶接エリア (d) 溶接プレート。

すべてのサンプルの接合部を製作しました。

引張試験サンプルと寸法。

曲げ試験サンプルの寸法。

衝撃試験サンプルの寸法。

コーティングされたエッジプレートとコーティングされていないエッジプレートの溶接接合部は、1400 rpm および 2240 rpm、溶接速度 32 mm/min で製造され、成功しました。 光学顕微鏡を使用して、摩擦撹拌溶接ゾーンにおける TB2 粒子の存在と分布を観察しました。 顕微鏡検査では、溶接部の材料を切断し、研削し、ダブルディスク金属組織研磨機を使用してさまざまなグレードのエメリー紙で研磨することによってサンプルを準備しました。 摩擦撹拌溶接ゾーンの TiB2 コーティングされたエッジ接合部の顕微鏡写真を 50 倍で撮影し、図 8 に示します。 図 8 は、2240 rpm および 1400 rpm で製造された摩擦撹拌溶接ゾーンにおける TiB2 粒子の存在と分布を示しています。 摩擦撹拌溶接ゾーンのエネルギー分散型 X 線分析 (EDX) を実行して、コーティングされたエッジ摩擦撹拌溶接サンプルに Al、TiB2、およびアラルダイト接着剤の相が存在することを確認しました。 XRD 試験分析レポートを図 9 に示します。図 9 は、摩擦撹拌溶接ゾーンにおける TiB2 の存在に一致する AlTi、TiB2、および C9H8 (アラルダイト) のピークを示しています。

(a) 2240 rpm および (b) 1400 rpm で製造された摩擦撹拌溶接ゾーンの光学顕微鏡写真。

TiB2 コーティングされたプレート接合部のエネルギー分散型 X 線分析。

引張強さと曲げ強さの各カテゴリーの 3 つのサンプルの平均値を取得し、表 2 に報告しました。各カテゴリーの引張強さの結果と試験サンプルを図 1 および 2 に示します。 それぞれ10と11。 試験サンプルの伸び率を図 12 に示します。図 10 は、溶接部に TiB2 が存在するため、コーティングされたエッジ (TiB2 強化) 接合部の引張強度がコーティングされていない (強化されていない) エッジ接合部よりも高いことを示しています 36 、37、39、41、42。 さらに、1400 rpm で溶接した非コーティングエッジサンプルの引張強度は、2240 rpm で溶接したサンプルよりも高い強度を示しました。 しかし、2240 rpm で溶接された被覆板は、1400 rpm で溶接されたものと比較して優れた強度を示しました。 1400 rpm で溶接されたコーティングされたエッジ プレートの引張強度は、同じ rpm で溶接されたコーティングされていないエッジ プレートの接合部より 30% 高いことがわかりました。 ただし、2240 rpm でのコーティングされたプレート接合部は、同じ rpm で溶接されたコーティングされていないエッジ プレート接合部より 39.74% 優れていることが示されました。 2240 rpm で溶接されたコーティングされたエッジ プレート接合部の引張強度は、1400 rpm で溶接されたプレートよりも 4% 高いことがわかりました。 さらに、1400 rpm で溶接されたコーティングされていないエッジ プレートは、2240 rpm で溶接されたプレートよりも 11.65% 高いことが示されました。

さまざまな回転数での FSW ジョイントの引張強度。

引張試験を行ったサンプル。

さまざまな回転数での溶接継手の伸び率 (%)。

溶接継手の伸び率の結果は、摩擦溶接領域に TiB2 を組み込むと、摩擦撹拌領域で発生した脆性挙動により継手の伸び率が減少したことを示しています。これは、図 1 に示すように、試験中に観察され、試験サンプルを目視検査した結果です。図 11 は、コーティングされていないエッジの試験サンプルの長さが、すべての rpm で溶接されたコーティングされたエッジ接合部よりも長いことを示しています。

表 2 および図 12 から、コーティングされたエッジ プレートの溶接継手の伸び率は、コーティングされていないエッジ プレートの継手よりも低いことがわかりました。 コーティングされたエッジジョイントの伸び率は、コーティングされていないエッジプレートジョイントよりも約 1.5 倍低いことが観察されました。

非コーティングおよび TiB2 コーティングされた溶接継手の引張試験サンプルの破面検査は、走査型電子顕微鏡 (SEM) を使用して実行されました。 試験サンプルのSEM画像を図1〜3に示します。 図 13 は延性破壊と思われる伸長した繊維破壊を示しますが、TiB2 でコーティングされた接合である図 14 は、破壊の脆弱な性質に似た短縮された繊維破壊と粒界へき開を示しました。

コーティングされていない溶接継手の SEM 画像。

TiB2 コーティングされた溶接継手の SEM 画像。

溶接継手の曲げ強度を図 15 に示します。図 15 は、すべての rpm で製造された TiB2 強化継手の曲げ強度が、強化されていない継手と比較して高いことを示しています 32、33。 さらに、rpm を増加しても、補強されていないジョイントの曲げ強度は増加しないことがわかりました。 ただし、溶接部の TiB2 を強化すると、接合部の曲げ強度が向上しました。 さらに、1400 rpm で製造された TiB2 強化接合部の曲げ強度は、2240 rpm で製造された接合部よりも高いことがわかり、同じ rpm で製造された非強化接合部より 34.67% 優れていることがわかりました。 2240 rpm で製造された TiB2 強化接合部の曲げ強度は、同じ rpm で製造されたコーティングされていないエッジ プレート接合部と比較して約 2 倍であることがわかりました。 さらに、1400 rpm で製造された TiB2 強化接合部の曲げ強度は、同じ rpm で製造されたコーティングされていないエッジ プレート接合部と比較して約 1.5 倍高いことがわかりました。

さまざまな回転数での溶接継手の曲げ強度。

すべてのカテゴリーのサンプルのシャルピー衝撃試験データを表 3 に報告し、図 16 に示します。各カテゴリーの 3 つのサンプルがテストされました。 図 16 は、摩擦撹拌溶接ゾーンの TiB2 の強化により接合部の衝撃強度が低下することを示しています。 さらに、1400 rpm で溶接されたコーティングされていないエッジ プレート接合部の衝撃強度は、2240 rpm で溶接されたものよりも高く、49.77% 優れていることがわかりました。 さらに、TiB2 コーティングされたエッジ接合部の衝撃強度は、すべての rpm でほぼ同じ溶接でした。 さらに、TiB2 強化接合部の衝撃強度は、非強化溶接接合部に比べて約 3 倍低いことがわかりました。 強化された接合部の衝撃強度が低いのは、溶接部の TiB2 補強による接合部の脆性特性によるものと考えられます 37。

さまざまな回転数での溶接継手の衝撃強度。

コーティングされたエッジプレート接合部のテスト中に、サンプルが完全に 2 つの部分に分解することが観察されました。 ただし、コーティングされていないエッジ接合部とサンプルの破断エッジは、16 に示すように互いに付着しています。衝撃試験サンプルの脆性および延性破壊挙動を図 16 に示します。硬度試験の結果を表 4 に報告し、図 16 に示します。図 17. 図 17 は、コーティングされたエッジ接合部の硬度が、コーティングされていないエッジ接合部の硬度よりも高いことを示しています。 さらに、摩擦撹拌ゾーンの TiB2 の強化と rpm の増加により、溶接継手の硬度が増加しました 29,32,33。 さらに、TiB2 コーティングされたエッジ接合部は、rpm 2240 で溶接された非コーティングの接合部よりも 22.75% 高い硬度を示しました。ただし、コーティングされていないエッジ接合部は、rpm 1400 で溶接された場合と比較して、8.47% 高い硬度を示しました。ただし、コーティングされたエッジプレート接合部は、 2240 rpm での溶接は、1400 rpm での溶接よりも 6.11% 優れた硬度を示しました。

溶接継手の硬さ。

TiB2 強化接合部と非強化接合部は、摩擦撹拌溶接プロセスを使用して首尾よく製造されました。

TiB2 補強接合部の引張強度と曲げ強度は、補強されていない接合部よりも高いことがわかりました。 ただし、TiB2 で強化された接合部の伸び率は、強化されていない接合部よりも低いことがわかりました。

2240 rpm で溶接された TiB2 強化接合部の引張強度は 283.74 MPa であることが判明し、これはコーティングされていないエッジ プレートより 39.74% 優れています。

TiB2 強化接合部の曲げ強度は、2240 rpm および 1400 rpm で製造された場合、それぞれ 34.53 MPa および 25.64 MPa であることがわかりました。

コーティングされたエッジとコーティングされていないエッジの接合部の伸び率は、それぞれ 1400 rpm および 2240 rpm で製造された場合、12.46 および 11.35、30.55 および 31.42 であり、コーティングされていないエッジ プレート接合部よりも約 1.5 倍低いことが観察されました。

TiB2 コーティングされたエッジ接合部とコーティングされていないエッジ接合部の衝撃強度は、それぞれ 33.73、22.52、8.73、および 9.33 J/cm2 でした。 TiB2 コーティングされたエッジ接合部の衝撃強度が低下しました。

Li, K.、Jarrar, F.、Sheikh-Ahmad, J.、Ozturk, F. 結合オイラー ラグランジアン公式を使用して摩擦撹拌溶接プロセスを正確にモデリングします。 プロセディア工学 207、574–579 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

ギブソナ、BT 他。 摩擦撹拌溶接: プロセス、自動化、および制御。 Ｊ．マニュフ． プロセス。 16(1)、56–73 (2015)。

記事 Google Scholar

Gupta、MK 摩擦撹拌プロセス: 表面複合材料のグリーン製造技術: レビュー論文。 SN Appl. 科学。 2(4)、1-14。 https://doi.org/10.1007/s42452-020-2330-2 (2020)。

記事 Google Scholar

Lohwasser, D. & Chen, Z. 摩擦撹拌溶接の基礎から応用まで (Wood Head Publishing Limited、2010)。

Google Scholar を予約する

Mishra、RS & Ma、ZY 摩擦撹拌溶接および加工。 メーター。 科学。 工学 50(1-2)、1-78 (2005)。

記事 Google Scholar

Tan、CW、Jiang、ZG、Chen、YB & Chen、XY 摩擦撹拌溶接によって生成される異種 Al-Cu 接合部の微細構造の進化と機械的特性。 メーター。 デス。 51、466–473 (2013)。

記事 CAS Google Scholar

Esmaeili, A.、Besharati, G.、Zareie, MK & Rajani, HR アルミニウムと真鍮の摩擦撹拌溶接における材料の流れと溶接欠陥の実験的調査。 メーター。 メーカープロセス。 27(12)、1402–1408 (2012)。

記事 CAS Google Scholar

Bisadi, H.、Rasaee, S.、Fotoohi, Y. 摩擦撹拌溶接によって溶接された銅と Al5083 の突合せ継手の機械的特性に関するツール回転速度の研究。 手順研究所メカ。 工学パート B 229、1731–1741 (2014)。

Google スカラー

Fotouhi, Y.、Rasaee, S.、Askari, A.、Bisadi, H. Al5083 銅板の異種突合せ摩擦撹拌溶接における微細構造と機械的特性に対するツールの横速度の影響。 工学しっかりとしたメカ。 2(3)、239–246 (2014)。

記事 Google Scholar

Gupta、MK アルミニウム合金 Al 1120 摩擦撹拌溶接の機械的特性に対する工具プロファイルの影響。 Ｊ．接着剤。 科学。 テクノロジー。 34(18)、2000 ～ 2010 年。 https://doi.org/10.1080/01694243.2020.1749448 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Serio, LM、Palumbo, DG、Filippis, UD & Ludovico, AD サーモグラフィーによる摩擦撹拌溶接プロセスのモニタリング。 非破壊。 テスト。 評価。 31(4)、371–383。 https://doi.org/10.1080/10589759.2015.1121266 (2016)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Hamid, M.、Mohsen, B.、Alireza, FT、Saeed, ZR & Morteza, SE 二重回転速度摩擦撹拌溶接: 実験とモデリング。 メーター。 メーカープロセス。 30(9)、1109–1114。 https://doi.org/10.1080/10426914.2014.973578 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

ET、Akinlabi および SA 州 Akinlabi アルミニウムと銅の異種摩擦撹拌溶接の特性に対する入熱の影響。 午前。 J. メーター。 科学。 2(5)、147–152 (2012)。

記事 Google Scholar

Chengcong, Z. & Amir, AS 等高線法を使用した、摩擦撹拌溶接された異種のアルミニウム板と銅板の残留応力の測定。 科学。 テクノロジー。 溶接。 23(5)、394–399 に参加。 https://doi.org/10.1080/13621718.2017.1402846 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

Hou, Z.、Sheikh-Ahmad, J.、Jarrar, F. & Ozturk, F. AA2024 と AZ31 の異種摩擦撹拌溶接における残留応力: 実験的および数値的研究。 Ｊ．マニュフ． 科学。 工学 140(5)、051015 (2018)。

記事 Google Scholar

Buchibabu, V.、Reddy, GM、Kulkarni, DV & De, A. 厚い Al-Zn-Mg 合金プレートの摩擦撹拌溶接。 J. メーター。 工学実行する。 25(3)、1163–1171 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

ゴンサロ、S.ら。 摩擦撹拌溶接された高張力鋼板の微細構造と疲労特性。 科学。 テクノロジー。 溶接。 参加する。 23(5)、380–386 (2018)。

記事 Google Scholar

Ratna、SB & Pradeep、KRG 摩擦撹拌溶接された AZ31B Mg 合金 - Al6063 合金継手の腐食挙動。 コージェント工学 3(1)、1145565。https://doi.org/10.1080/23311916.2016.1145565 (2016)。

記事 Google Scholar

Bagheri, B.、Abdollahzadeh, A.、Sharifi, F.、Abbasi, M. & Moghaddam, AO アルミニウム合金の摩擦撹拌加工における最近の発展: 微細構造の進化、機械的特性、摩耗および腐食挙動。 手順研究所メカ。 工学パート E。 https://doi.org/10.1177/09544089211058007 (2021)。

記事 Google Scholar

Abdollahzadeh, A.、Bagheri, B.、Abbasi, M.、Sharifi, F. & Moghaddam, AO 摩擦撹拌振動処理によって製造された AZ91/SiC 複合層の機械的、摩耗および腐食挙動。 サーフィン。 トポグル。 9(3)、035038。https://doi.org/10.1088/2051-672X/ac2176 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Baghdadi, AH、Rajabi, A.、Selamat, NFM、Sajuri, Z. & Omar, MZ 摩擦撹拌溶接された Al6061 の機械的挙動と転位密度に対する溶接後熱処理の影響。 メーター。 科学。 工学 A754、728–734 (2019)。

記事 Google Scholar

Kumar, KA、Murigendraappa, S. & Kumar, H. 異種 AA2024-T351 および AA7075-T651 合金の摩擦撹拌溶接パラメータに対するボトムアップ最適化アプローチ。 J. メーター。 工学実行する。 26(7)、3347–3367 (2017)。

記事 Google Scholar

Park、SW、Yoon、TJ、Kang、CY AA6111/AA5023 アルミニウム合金の摩擦撹拌溶接における引張せん断荷重に対するショルダー径と溶接ピッチの影響。 J. メーター。 手順テクノロジー。 241、112–119 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

Heidarzadeh、A. et al. 金属および合金の摩擦撹拌溶接/加工: 微細構造の進化に関する包括的なレビュー。 プログレ。 メーター。 科学。 117、100752 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Cavaliere, P.、Cabibbo, M.、Panella, F. & Squilace, A. 摩擦撹拌溶接によって接合された Al-Li プレート: 機械的および微細構造的挙動。 メーター。 デス。 30(9)、3622–3631 (2009)。

記事 CAS Google Scholar

Bagheri, B.、Abbasi, M.、Dadaei, M. 摩擦撹拌振動溶接によって作成された AA6061-T6 接合部の機械的挙動と微細構造。 J. メーター。 工学実行する。 29(2)、1165–1175。 https://doi.org/10.1007/s11665-020-04639-7 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Abbasi, M.、Givi, M. & Bagheri, B. 摩擦撹拌処理の効率を高めるための振動の応用。 トランス。 非鉄金属協会中国 29(7)、1393 ～ 1400 年。 https://doi.org/10.1016/S1003-6326(19)65046-6 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Velichko、OV、Ivanov、SY、Karkhin、VA、Lopota、VA、Makhin、ID Al-Mg-Sc 合金の厚板の摩擦撹拌溶接。 溶接。 内部。 30(8)、630–634。 https://doi.org/10.1080/09507116.2016.1140418 (2016)。

記事 Google Scholar

Kush、PM および Vishvesh、JB 銅とアルミニウムの異種摩擦撹拌溶接の特性に対する傾斜角の影響。 メーター。 メーカープロセス。 31(3)、255–263。 https://doi.org/10.1080/10426914.2014.994754 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Elyasi, M.、Aghajan, DH および Hosseinzadeh, M. A441 AISI と AA1100 アルミニウムの摩擦撹拌溶接の特性に関するツール傾斜角の調査。 手順研究所メカ。 工学パート B 230(7)、1234–1241 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Acharya, U.、Roy, ​​BS & Saha, SC アルミニウム母材複合材料の摩擦撹拌溶接における工具傾斜角の役割について。 シリコン 13、79–89。 https://doi.org/10.1007/s12633-020-00405-5 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Arbegast、WJ 摩擦撹拌溶接中の欠陥形成のための流れ分割された変形ゾーン モデル。 Scr. メーター。 58(5)、372–376 (2008)。

記事 CAS Google Scholar

Ghada、MF、Essa、HMZ、Tamer、SM、Tarek、AK PWHT 後の (AA7020-O) の摩擦撹拌溶接継手の微細構造検査と微小硬度。 HBRC J. 14(1)、22–28 (2018)。

記事 Google Scholar

Ganesh, P. & Senthil Kumar, VS さまざまなツール回転速度での摩擦撹拌溶接 AA6061-T6 合金シートの超塑性成形。 メーター。 メーカープロセス。 30(9)、1080–1089 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

Saeidi, M.、Barmouz, M. & Givi, MKB 摩擦撹拌溶接によって製造された AA5083/AA7075+ Al2O3 継手の調査: 微細構造、腐食、靭性挙動の特性評価。 メーター。 解像度 18(6)、1156–1162 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

Kumar, N. & Patel, VK 摩擦撹拌溶接された AA6061-T6 アルミニウム合金の機械的特性と摩耗特性に対する SiC/Si3N4 微細強化の効果。 SN Appl. 科学。 2、1572。https://doi.org/10.1007/s42452-020-03381-y (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Dragatogiannis、DA et al. TiC ナノ粒子で強化された 5083 と 6082 Al 合金間の異種摩擦撹拌溶接。 メーター。 メーカープロセス。 31(16)、2101–2114 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Huang, HY, Kuo, IC & Zhang, CW 鉄系金属を強化材としたアルミニウム合金の摩擦撹拌溶接。 科学。 工学コンポ。 メーター。 25(1)、123–131 (2018)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Singh, T.、Tiwari, SK & Shukla, DK 摩擦撹拌溶接されたナノ複合材料の微細構造および機械的特性に対する Al2O3 ナノ粒子の体積分率の影響。 ナノコンポジット 6(2)、76–84 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

パンテリス、DI et al. SiC ナノ粒子で強化された異種摩擦撹拌溶接 AA5083-H111 および AA6082-T6 の微細​​構造研究と機械的特性。 メーター。 メーカープロセス。 31(3)、264–274。 https://doi.org/10.1080/10426914.2015.1019095 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Pasha, MA、Reddy, PR、Laxminarayana, P. & Khan, IA SiC および Al2O3 で強化されたアルミニウム合金 6061 の摩擦撹拌溶接継手。塑性変形による強化と接合 163–182 (Springer、2019)。

Google Scholar の章

Huang, HY, Yang, CW & Deng, WY 無酸素銅を組み込んで、アルミニウム合金の摩擦撹拌溶接継手の微細構造と機械的特性を向上させます。 科学。 工学コンポ。 メーター。 25(6)、1219–1228 (2018)。

記事 ADS CAS Google Scholar

リファレンスをダウンロードする

インド、ジャイプール、アミティ大学ラジャスタン州機械工学科

アミット・クマール・クンドゥ、ニテーシュ・シン・ラージプート、ラジェシュ・ラソール

Hemvati Nandan Bahuguna Garhwal University、機械工学科、スリナガル、ウッタラーカンド州、インド

マノージ・クマール・グプタ

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

AKK と MKG が主な原稿を書きました。 NSR と RR は図を作成し、結果と考察セクションをまとめました。 著者全員が原稿をレビューしました

マノージ・クマール・グプタ氏への通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

オープン アクセス この記事はクリエイティブ コモンズ表示 4.0 国際ライセンスに基づいてライセンスされており、元の著者と情報源に適切なクレジットを表示する限り、あらゆる媒体または形式での使用、共有、翻案、配布、複製が許可されます。クリエイティブ コモンズ ライセンスへのリンクを提供し、変更が加えられたかどうかを示します。 この記事内の画像またはその他のサードパーティ素材は、素材のクレジットラインに別段の記載がない限り、記事のクリエイティブ コモンズ ライセンスに含まれています。 素材が記事のクリエイティブ コモンズ ライセンスに含まれておらず、意図した使用が法的規制で許可されていない場合、または許可されている使用を超えている場合は、著作権所有者から直接許可を得る必要があります。 このライセンスのコピーを表示するには、http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ にアクセスしてください。

転載と許可

Kundu、AK、Gupta、MK、Rajput、NS 他。 接着剤補助型 TiB2 コーティングは、摩擦撹拌溶接接合部に効果を発揮します。 Sci Rep 12、17894 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-21281-6

引用をダウンロード

受信日: 2022 年 7 月 29 日

受理日: 2022 年 9 月 26 日

公開日: 2022 年 10 月 25 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-21281-6

次のリンクを共有すると、誰でもこのコンテンツを読むことができます。

申し訳ございませんが、現在この記事の共有リンクは利用できません。

Springer Nature SharedIt コンテンツ共有イニシアチブによって提供

コメントを送信すると、利用規約とコミュニティ ガイドラインに従うことに同意したことになります。 虐待的なもの、または当社の規約やガイドラインに準拠していないものを見つけた場合は、不適切としてフラグを立ててください。