Die Gewichtsreduktionsanforderungen in der Automobilindustrie haben ein wachsendes Interesse an Rundenverbindungen und den fortschrittlichen hochfesten Stählen oder AHSS geweckt. AHSS-Punktschweißverbindungen haben jedoch Herausforderungen für die Prozesssicherheit. Die Vorteile des Reib-Rührpunktschweißens (FSSW) im Vergleich zum Widerstandspunktschweißen sind eine niedrigere Schweißtemperatur, kein Spritzer und die Stabilität im Herstellungsprozess.
Demonstriert wird das Verfahren von Cheng Chia-Ping und Hsu Hao, Absolventen meines Labors. Tragen Sie während dieses Verfahrens eine Brille und Handschuhe, um Spritzkontakt oder Hitzeschäden zu verhindern. Auch hinter der Haube oder der Baffle zum Schutz stehen.
Herstellung aller Gelenke mit einer Reibungsrührschweißmaschine. Zeichnen Sie die Z-Axialkraft und Eindringtiefe bei jedem Fügevorgang mit dem eingebetteten Datenerfassungssystem auf. Legen Sie eine Werkzeugstiftdrehzahl von 25 000 Umdrehungen pro Minute, eine Werkzeugstiftschweißzeit von vier Sekunden und eine Geschwindigkeit von 0,5 Millimetern pro Sekunde Werkzeugstift-Absturz in das Blatt fest.
Optimieren Sie die Parameter für den Operator. Der Bereich der Drehzahl beträgt 1.000 bis 2 500 RPM. Die Reichweite der Verweilzeit kann zwischen zwei und 10 Sekunden betragen und die Tauchgeschwindigkeit kann 0,1 bis 0,5 Millimeter pro Sekunde betragen.
Stellen Sie vor dem Schweißvorgang sicher, dass keine Verunreinigungssubstrate die Werkstücke verunreinigen. Wischen Sie die Oberfläche des Werkstücks mit gestrickten Mikrofasergeweben ab, um kleine Partikel zu eliminieren. Platzieren Sie die DP 780 Werkstücke und klemmen sie mit einer Überlappung von 35 Millimetern.
Befestigen Sie die sauberen Werkstücke auf einem Amboss, um Eine Verschiebung zu verhindern. Stellen Sie sicher, dass der Stift sauber ist, um eine Verunreinigung des unreinen Substrats zu verhindern. Verwenden Sie gestrickte Mikrofasergewebe, um die Oberfläche des Werkzeugstifts zu wischen.
Um den Stift mit einer Klemme an der Maschine zu befestigen, schrauben Sie zuerst den Werkzeugstift fest. Achten Sie auf den Stiftspannschritt. Stellen Sie sicher, dass der Stift fest in der Maschine eingeklemmt ist, um Gefahren zu vermeiden.
Das rotierende Werkzeug ist von einem nicht rotierenden Spannring umgeben, mit dem die Werkstücke vor und während des Schweißens durch Aufbringen einer Spannkraft fest gegeneinander gedrückt werden. Vergewissern Sie sich, dass sich der Hochgeschwindigkeitsdrehstift ohne Klemmring löst. Wenn der Werkzeugstift auf der Maschine platziert wird, stellen Sie sicher, dass sich der Werkzeugstift während der Drehung aus Sicherheitsgründen nicht von der Klemme trennt.
Der Werkzeugstift verwendet eine niedrige Rotationsrate von 10 bis 100 RPM in einer Minute. Die Geschwindigkeit kann innerhalb einer Minute von 100 auf 1 000 Umdrehungen pro Minute beschleunigt werden. Stellen Sie die Maschine auf eine Drehzahl von 3.000 Umdrehungen pro Minute, eine Verweilleistung von vier Sekunden und eine Tauchgeschwindigkeit von 0,5 Millimetern pro Sekunde ein.
Kalibrieren Sie den Schweißort und das reale Produkt. Stellen Sie den Stift in die Rührpunktschweißmaschine ein. Der Abstand zwischen stiften und dem Werkstück ist kleiner als fünf Zentimeter, um die Fugenposition zu kalibrieren.
Nachdem der Standort bestätigt wurde, fahren Sie mit dem Schweißprozess fort. Beginnen Sie den Schweißprozess mit dem Werkzeug unter Hochgeschwindigkeitsdrehung, um den Werkzeugstift in das Werkstück zu stürzen. Die Werkzeugschulter kontaktiert die Werkstücke, stoppt die Drehung und zieht den Stift zurück.
Zum Eintauchen schalten Sie zuerst den Rührknopf ein. Wenn sich die Maschine erwärmt, vergewissern Sie sich, dass der Werkzeugstift konstant mit einer Drehzahl von 2.500 Umdrehungen arbeitet. Stellen Sie sicher, dass der Werkzeugstift gut unter der Hochgeschwindigkeitsdrehung bei 2 500 U/min geklemmt ist.
Der Stift taucht unter einer Hochgeschwindigkeitsdrehung in die Werkstücke und die Schulter kontaktiert die Werkstücke mit hoher Winkelgeschwindigkeit. Wenn der gestürzte Werkzeugstift weiter im Werkstück rührt, erweichen Sie die Schnittstelle des Stifts und des Materials von der Reibungswärme, um das Korn zu erzeugen. Wenn die Schulter des Werkzeugstifts mit der Oberseite des Werkstücks in Kontakt kommt, stoppen Sie den Prozess, da die hohe Drehung des Werkzeugstifts hohe Temperaturen erzeugen kann.
Es ist wichtig, Schutzausrüstung zu tragen, die die Betriebssicherheit gewährleistet. Zeichnen Sie den Werkzeugstift in vertikaler Richtung aus. Nach dem Eingriff erzeugt der Stift den Schlüssellochschweißpunkt im Rundengelenk.
Beachten Sie, dass die Reibungsrührpunktschweißung in diesem Schritt stoppt. Schalten Sie die Maschinenleistung aus. Nachdem das Schweißen abgeschlossen ist, entfernen Sie die Werkstücke aus dem Amboss.
Beobachten Sie die Proben auf Risse und mangelnde Fusion. Entfernen Sie nach dem Eingriff den Werkzeugstift aus dem Klemmring. Das Erscheinungsbild des Werkzeugstifts wird vor der mechanischen Eigenschaftsauswertung, wie im Textprotokoll beschrieben, beobachtet und überprüft.
Das Reibungs-Rührpunktschweißen schafft das Schlüsselloch in der Mitte der DP 780-Blätter, um die Verbindung für zwei Bleche zu erzeugen. Die Verweiltiefe der Schlüsselbohrung wird von der Blechspitze bis zur unteren Oberfläche des Schlüssellochs gemessen. Es werden die Werte für die Verweiltiefe angezeigt, für die die Einstellwerte zwei Zentimeter und die realen Werte 1,92 bis 1,98 Zentimeter betragen.
Dieses Bild zeigt die Schlüsselloch-Gesamtansicht des Schweißflecks im DP 780-Blatt. Der analysierte Bereich umfasste vier Teile, das Grundmetall, die wärmebeeinflusste Zone, die thermomechanisch betroffene Zone und die Rührzone. Die Analyse der Basismetall-Mikrostruktur zeigt keine Veränderung der Materialeigenschaften.
Die wärmebeeinflusste Zone zeigt die Marderitinseln. Die Mikrostrukturen der thermomechanisch betroffenen Zone in der Nähe des Schlüssellochs zeichnen sich durch eine Mischung aus nadelähnlichem Marderit und feinem acicularem Ferrit aus, während der Rührbereich um das Schlüsselloch einen feinkörnigen Marderiderit und Porosität offenbart. Das Reibungs-Rührpunktschweißen von AHSS-Schweißrundengelenken hat großes Potenzial.
Im Durchschnitt hat die herkömmliche Stahlkarosserie eines Autos mehr als 2.000 Punktschweißrundenverbindungen. Anschließend können Materialien und die Konstruktionsgeometrie des Werkzeugstifts für harte Rundenverbindungen ausgeführt werden. Eine längere Lebensdauer wird die Forderung dieses Prozesses sein.
