Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Miskolc, 2014. november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 1 Miskolci Egyetem.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Miskolc, 2014. november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 1 Miskolci Egyetem."— Előadás másolata:

1 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 1 Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet Ellenálláshegesztés 2014 Ankét SZAKASZOS ENERGIABEVITEL ELŐNYEI AUTÓIPARI DP ACÉLOK ELLENÁLLÁS-PONTHEGESZTÉSEKOR Prém László – Dr. Balogh András –

2 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 2 Bevezetés Az autóipari vékonylemezek és a ponthegesztés jelentősége: az autóipar, mint húzóágazat, autóipari klaszterek, több száz autóipari beszállítóként funkcionáló kis- és középvállalkozás, a járműgyártásban évtizedeken keresztül meghatározó jelentőségűek voltak a konvencionális lágyacélok (pl.: DC01), azonban az önsúlycsökkentés igénye, az egyre fokozódó biztonsági előírások és a fokozatosan szigorodó környezetvédelmi előírások következtében előtérbe került a korszerű nagyszilárdságú acélok (AHSS) alkalmazása, az anyagfejlesztéseknek köszönhetően az autóipari beszállítók egyre különbözőbb szilárdságú és alakváltozó képességű acélminőségekkel találkozhatnak, az AHSS acélok között a felhasználási részarányt és a ponthegesztéssel történő feldolgozást figyelembe véve a DP acélok vezető szerepet töltenek be, impulzusok közötti szünetidő, hagyományos vizsgálati eljárások, dinamikus vizsgálatok.

3 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 3 Az ellenállás-ponthegesztés helyzete az autóipari kötéstechnológiák között Autóipari kötéstechnológiák: számos új fémes és nemfémes szerkezeti anyagot használnak fel egy autó gyártása során, amelyek hegeszthetősége korlátozott vagy nem is hegeszthető, hagyományos kötéstechnológiákként alkalmazott ív- és ellenállás-hegesztő eljárások, új kötési technológiák jelentek meg, mint például a lézersugaras hegesztés, a dörzspont-hegesztés, a ragasztás, a forrasztás, illetve a különböző mechanikai módszerek, ellenállás-ponthegesztés vezető szerepe az autóiparban.

4 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 4 A DP acélok autóipari alkalmazása A DP acélok: egy személygépkocsi acélszerkezetének 85%-nál lehet AHSS acélokat használni, ezáltal egy átlagos modellhez képest akár 25%-os önsúlycsökkentést is el lehet elérni a gyártási költségek növekedése nélkül, az AHSS acélok közé a DP, CP, TRIP és MART típusú acélok tartoznak, ezek között kiemelkedő a DP acél alkalmazásai aránya, DP acélok szilárdsága (R m =600…1000 MPa), alakváltozó képessége (A 80 = 11…18 %).

5 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 5 A DP acélok autóipari alkalmazása kiváló szívósság, energiaelnyelő képesség → utasok biztonságát, a karosszéria merevségét szolgáló autóipari alkatrészek anyaga, pl: A, B és C oszlopai, valamint a karosszéria (ajtók, tető, stb.) különböző merevítő elemei

6 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 6 A DP acélok mikroszerkezete ferrit-martensites szerkezet, ferrit jó alakíthatóság, martensit kiváló szilárdság, folyamatos hőkezeléssel, áthúzó kemencében, az interkritikus hőmérsékletre való hevítéssel, megfelelő idejű hőntartással, valamint szabályozott hűtéssel állítják elő ezt a különleges heterogén szerkezetet.

7 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 7 A DP acélok ponthegeszthetősége, kísérleti acélok nagyobb fajlagos ellenállás, nagyobb melegszilárdság és megeresztésállóság, 20…50%-al növelt elektróderő, 20%-al növelt hegesztési idő, kompenzálásként hegesztő áram növelése, növelt elektródcsúcs geometria, B, E, F típus, a szilárdság növelésével a szövetszerkezet jelentősebb mennyiségű, vakedzett martensitet tartalmaz, az ötvözők és mikroötvözők a varrat és a hőhatásövezet egy részének edződését elősegítik → hűlési sebesség lassítása → szakaszos energiabevitel alkalmazása, hőkezelő ciklus használata. AC és MFDC áramforrások egyaránt használhatóak, folyamatos és szakaszos energiabevitellel egyaránt hegeszthetőek, kísérleti alapanyagok: Docol DP 600, DP 800, és DP 1000-es márkajelű nagyszilárdságú vékonylemezeket választottuk. Bázisként a DC01 jelű lágyacélt használtunk, a finomlemezek vastagsági mérete névlegesen 1,0 mm volt. A lemeztáblákat nagy szilárdság miatt számjegyvezérlésű lézervágó berendezés segítségével vágtuk a vizsgálatokhoz szükséges méretre.

8 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 8 A kísérleti DP acélok mikroszerkezete A Docol DP 600, DP 800, és DP es alapanyagok mikrocsiszolatai. Nagyítás: 500x. Marószer: Nital. Kiértékelés képelemző szoftver segítségével. DP 600 DP 800 DP 1000 A Docol DP 600, DP 800, és DP es alapanyagok mikrocsiszolatai. Nagyítás: 500x. Marószer: Nital. Kiértékelés képelemző szoftver segítségével. DP 600 DP 800 DP 1000

9 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 9 A kísérleti DP acélok mechanikai jellemzői nagy szakítószilárdság, jó képlékenységi mutatók, folytonos szakítódiagram, nincs kifejezett folyáshatáruk, keményedési kitevőjük nagy, jelentős egyenletes nyúlásra utal, mechanikai tulajdonságaikban kismértékű anizotrópia, a szilárdság növekedésével a R p0,2 / R m hányados folyamatosan nő, azaz a törésig rendelkezésre álló alakváltozási tartalék csökken.

10 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 10 A kísérleti DP acélok vegyi összetétele alacsony karbontartalom, minimális ötvözöttség és alacsony szennyezőtartalom (S, P, O, N) jellemzi, C-tartalom: 0,10…0,15 %, szilárdság, martensit térfogathányad, növelése rontja a hegeszthetőséget, csökkenti az ütőmunkát és növeli az átmeneti hőmérsékletet, Mn-tartalom: 0,5-2,0 %, 1,5 % körüli a leggyakoribb. Szilárdságnövelés, a kén megkötés, csökkenti a fázisátalakulások kritikus hőmérsékleteit, ferrit/martensit térfogatarány kézben tartása. egyéb ötvözők: Cr, V, Mo, Si, Ni, B, növelik az edzhetőséget.

11 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 11 hegeszthetőségi feltételek ponthegesztés esetén, nemcsak ömlesztőnél, elvárás: előírt pontátmérőt reprodukálhatóan, repedésmentesen, az alap- anyagra és a kötéstípusra jellemző terhelhetőséggel lehessen létrehozni, vizsgálati kritérium: a kötések maximális keménysége és a pontkötések valamilyen vizsgáló eljárásához kötött kedvezőtlen törési mód megjelenése, kémiai összetétel hatása: CE=0,24 %-os határérték a kedvezőtlen törési mód megjelenési határa, a kereszt-szakító erő csökkenni kezd, DP 600-as acélnál a a kötés romló mechanikai jellemzőivel még nem feltétlenül kell számolnunk, DP 800, DP 1000-es acélnál a hőhatásövezetében, illetve a heglencsében helyi keménységcsúcsok, üzem közben akár repedés, kedvezőtlen törési mód megjelenése. A kísérleti DP acélok ponthegeszthetőségének vizsgálata

12 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 12 kemény munkarend: teherviselő képessége megfelel az elvárásoknak, kigombolódás → de: nagy keménység a heglencsében és a hőhatásövezetben, durva dendrites szerkezet (DP 800, DP 1000), lágy munkarend: hőhatásövezet keménységének csökkentése 300…350 HV, a heglencse keménysége nagy maradt, további hátrány a hosszabb ciklusidő, nagyobb elektródbenyomódás, durva, dendrites szerkezet, nagyobb elektródkopás, teherbíróképesség csökkenés. megoldás: a hőhatásövezet és heglencse keménységének mérséklése, valamint a heglencse szerkezetének finomítása → szakaszos energiabevitel alkalmazása (aszimmetrikus kétimpulzus és szimmetrikus kétimpulzus), aszimmetrikus kétimpulzus: jelentősen mérsékelhető a hőhatás- övezet keménysége, a kötések terhelhetősége mégis kedvezőbb, mint lágy munkarend esetén, a ciklusidő növekedése, a heglencse szerkezete nem igazán finomítható. A DP acélokon végzett ponthegesztési előkísérletek

13 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 13 A DP acélokon végzett ponthegesztési előkísérletek A folyamatos (kemény és lágy munkarend) és a szakaszos energiabevitellel ponthegesztett kötések nyíró-szakító ereje és hőhatásövezetének keménysége a hegesztendő alapanyag szakítószilárdságának függvényében: DC01 DP600 DP 800 DP 1000

14 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 14 szimmetrikus kétimpulzus: HAZ és a heglencse keménységének csökkenése, a heglencse szerkezete, a dendritágak méretei jelentősen finomíthatóak, kisebb a benyomódás és a pontátmérő, teherbíró-képesség max. 10%-os csökkenése. DP 600 folyamatos és szakaszos energiabevitel A DP acélokon végzett ponthegesztési előkísérletek

15 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 15 A DP acélok szakaszos energiabevitelű ponthegesztése Az impulzusok közötti szünetidő hatásának vizsgálata: az impulzusok közötti szünetidő alapvető befolyással bír a pontkötések szemcseszerkezetére, keménységre, teherbírására, illetve tönkremeneteli módjára, kísérletsorozat: a két áramimpulzus közötti szünetidőt 0 periódusról egészen 45 periódusig növeltem 5 periódusos lépcsőkben, a szünetidő növekedésével a kötések pontátmérője és ezzel összefüggésben a nyíró-szakító ereje is csökken, azonban ez a csökkenő tendencia körülbelül 25 periódus szünetidőnél megáll és a kötések pontátmérője nem csökken tovább, a második impulzus pedig már nem növeli a pontátmérőt, hanem a már meglévő lencse szerkezetét módosítja.

16 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 16 Az impulzusok közötti szünetidő vizsgálata a pontátmérő szünetidő viszonya, periódus szünetidő alkalmazása esetén már a heglencse külső része gyűrű alakban elkezd átkristályosodni. A szünetidő növelésével kívülről befelé haladva egyre inkább szélesedik a gyűrű, amely viszonylag lágy, jó alakváltozó képességű, keménysége jó közelítéssel egyezik az alapanyag keménységével.

17 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 17 Az impulzusok közötti szünetidő vizsgálata A szünetidő további növelésének hatására eltűnik a belső kemény mag és kb. 45 periódus szünetidőnél a kötés teljes keresztmetszetében átkristályosodik. Ekkor a kötés közepének keménysége csökken az alapanyagra jellemző keménységre és a kötés szélein lesznek nagy, helyi keménységcsúcsok.

18 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 18 Az impulzusok közötti szünetidő vizsgálata A kötés átkritályosodása és a keménységeloszlás változása: a folyamatos energiabevitel és a 30 és 45 periódus hűlési idő keménységének összehasonlítása.

19 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 19 Az impulzustechnika hatása a DP acélok pontkötéseinek teherbírására Paraméterkombinációk, amelyekkel mindkét energiabeviteli módnál a lehető legnagyobb, közel egyező nagyságú nyíró-szakító erővel rendelkező pontkötés készíthető fröccsenés nélkül. Nyíró-szakító, majd kereszt-szakító és felszakító vizsgálatok, technológiai variánsokra való érzékenység → repedési hajlam.

20 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 20 Az impulzustechnika hatása a DP acélok pontkötéseinek teherbírására A pontkötések minősítésére oly gyakran használt nyíró-szakító vizsgálat során a szakaszos energiabevitellel készített kötések teherbíró képessége mintegy 3…5%-al elmarad a folyamatos energiabevitelű pontkötések nyíró-szakító erejétől. Ezzel szemben az impulzustechnikával hegesztett kötések kereszt- szakító ereje kb. 19…23%-al, míg felszakító ereje 10…31%-al kedvezőbb, mint a folyamatos energiabevitellel ponthegesztett kötéseké.

21 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 21 A második áramimpulzus hatásának vizsgálata Folyamatos energiabevitellel ponthegesztett kötés lágyító hőkezelései ↔ összehasonlítás a szimmetrikus kétimpulzussal hegesztett kötéssel

22 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 22 Az impulzustechnika hatása a DP acélok pontkötéseinek dinamikus viselkedésére Nagyszilárdságú autóipari acéloknál kiemelkedően fontos lehet az ütközéskor elnyelt energia, a törésig rendelkezésre álló alakváltozási tartalék. Szimmetrikus kétimpulzus alkalmazása révén javult a kötések szemcseszerkezet, keménységeloszlása → kedvezőbb dinamikus jellemzők. Ellenállás-ponthegesztett kötések ütővizsgálata: nincs szabvány, próbatest, ütőél és ülék fejlesztése. Folyamatos és szakaszos energiabevitel összehasonlítása.

23 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 23 Az impulzustechnika hatása a DP acélok pontkötéseinek dinamikus viselkedésére Próbatest ÜlékÜtőél

24 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 24 Az impulzustechnika hatása a DP acélok pontkötéseinek dinamikus viselkedésére A dinamikus összehasonlító vizsgálatokat hagyományos Charpy-ütőgépen végeztük.

25 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 25 Az impulzustechnika hatása a DP acélok pontkötéseinek dinamikus viselkedésére A dinamikus összehasonlító vizsgálatok a korábban alkalmazott technológiai paraméterekkel folyamatos és szakaszos energiabevitel esetén:

26 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 26 Az impulzustechnika hatása a DP acélok pontkötéseinek dinamikus viselkedésére A dinamikus összehasonlító vizsgálatok a korábban alkalmazott technológiai paraméterekkel folyamatos és szakaszos energiabevitel esetén

27 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 27 Az impulzustechnika hatása a DP acélok pontkötéseinek dinamikus viselkedésére Tönkremeneteli mód és alakváltozási tartalék növelésének lehetőségei:

28 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 28 Összefoglalás A nagyszilárdságú autóipari ferrit-martensites DP acél vékonylemezek vizsgálata során az alábbiakat állapítottam meg: 1. A DP acélokból készülő, statikus igénybevételnek kitett alkatrészek ponthegesztéséhez, ahol az elsődleges átvételi követelmény a minimális nyíró-szakító erő, elfogadható megoldást jelenthet a célszerűen megválasztott folyamatos energiabevitelű technológia. 2. A dinamikusan igénybevett, élet- és vagyonbiztonság szempontjából fontos alkatrészek, teherviselő elemek (pl.: autók B-oszlopa) hegesztésére célszerűbb a szakaszos energiabevitelt alkalmazni. Szimmetrikus kétimpulzusú szakaszos energiabevitellel a DP acélok pontkötéseinek szemcseszerkezete finomítható, keménységeloszlása jelentősen javítható. Megfelelően nagy impulzusok közötti szünetidővel a heglencse egy része, vagy akár egésze a második áramimpulzussal átkristályosítható. 3. Az impulzustechnika következtében kis mértékben csökken a pontkötések maximális nyíró-szakító ereje, de ezt bőségesen ellensúlyozza, hogy kedvezőbb lesz a kötések fel- és kereszt-szakító ereje, tönkremeneteli módja, illetve jelentős mértékben javíthatók a pontkötések dinamikus jellemzői.

29 Miskolc, november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 29 KÖSZÖNÖM A MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET! Köszönetnyilvánítás Az előadásban ismertetett kutatómunka a TÁMOP B-10/2/KONV projekt eredményeire alapozva a TÁMOP A-11/1/KONV jelű projekt részeként – az Új Széchenyi Terv keretében – az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.


Letölteni ppt "Miskolc, 2014. november 19.Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék Miskolci EgyetemAnyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet 1 Miskolci Egyetem."

Hasonló előadás


Google Hirdetések