Génération de joints de tour par le soudage de tache de friction sur l'acier dp780

Le soudage de friction (FSW) a été rapporté pour la première fois en 1991 à TWI, Abington, ROYAUME-Uni¹. En 2003, Piccini et Svoboda ont déterminé une méthode supérieure pour améliorer les avantages de FSW appelé soudage de tache de friction (FSSW) pour une utilisation dans les procédés commerciaux de fabrication d’automobiles². La méthode FSSW consiste à créer un joint de tour de tache sans la fonte de zone en vrac. Le développement le plus important pour l’utilisation de FSSW a été dans les alliages d’aluminium que les alliages Al se déforment dans le processus de soudage dans des conditions de haute température. Le premier exemple réussi a été dans l’industrie automobile, où FSSW a été utilisé dans la fabrication de toute la porte arrière de la Mazda RX-8^1,3,4.

Pendant ce temps, l’acier à haute résistance est le matériau dominant de la carrosserie, en particulier l’acier à deux phases. La littérature indique que DP600 produit avec FSSW peut avoir les mêmes propriétés que le métal de base, où toutes les régions de soudage ont des microstructures similaires et des degrés de dureté⁵. Les méthodes FSSW pour l’utilisation de l’acier DP sur leur microstructure de la zone d’agitation (SZ), la zone thermos-mécaniquement affectée (TMAZ), et le modèle de défaillance de l’acier DP590 et DP600 ont été étudiés par quelques chercheurs. Ils ont observé des différences dans la cohérence de la microstructure (ferrite, bainite, et martensite) de l’acier DP590 et DP600 à diverses vitesses de rotation^6,7,8,9,10. Certains chercheurs ont mené des études comparatives de FSSW et RSW pour d’acier DP780^8,9. Ils ont signalé que des temps de jointment plus longs et des vitesses de rotation plus élevées des outils ont entraîné une augmentation de la zone de liaison pour tous les plongeons, ce qui a conduit à une force de cisaillement plus élevée et a déplacé le mode de l’interfacial à retirer. Ils ont également conclu que la FSSW avait une résistance plus élevée que RSW. Le processus FSSW comprend 3 étapes : plongeant, remuant et rétractant. La première étape est de plonger avec une goupille d’outil de rotation près de la feuille de l’articulation du tour et branché sur la feuille. L’épaule d’outil rotative dans le processus de FSSW peut produire la chaleur de friction. Dans la deuxième étape, la chaleur peut adoucir la feuille et faciliter le branchement de la goupille de l’outil dans la feuille, ainsi que d’habiter dans les matériaux pour remuer deux pièces ensemble et mélanger autour de la zone de broche. Enfin, la pression de la pression de l’épaule de l’outil sur les pièces de travail peut améliorer la liaison. Après le processus de soudage, la goupille peut être retirée du trou de serrure. Les avantages de FSSW par rapport à RSW sont une température de soudage plus faible, pas d’éclaboussures, et plus de stabilité dans le processus de fabrication.

Même si des études sur la FSSW d’aciers à haute résistance de pointe (AHSS) ont été rapportées par divers chercheurs, des études sur la FSSW de DP590, DP600 et DP780 se sont concentrées sur la microstructure et sur les modèles mécaniques et de défaillance utilisant divers procédés Paramètres. Dans la présente étude, la FSSW de l’acier DP780 a été prise en considération. Le protocole du processus FSSW a été rapporté en détail, et la dureté individuelle dans la zone d’agitation, la zone thermos-mécaniquement affectée, et la zone affectée par la chaleur, ainsi que le métal de base ont été évalués en fonction de la microharditité mesurée.

Avec la croissance continue et la forte demande de réduction de poids dans les industries automobile et aérospatiale, l’industrie automobile a montré un intérêt croissant pour AHSS et joints de tour. Par exemple, le corps en acier conventionnel d’une voiture, en moyenne, a plus de 2.000 joints de soudure spot^{tour 11}. Il y a 3 processus communs de soudage pour des joints de tour utilisés dans l’industrie, y compris le soudage de tache de résistance, le soudage de tache de laser, et le soudage de tache de frottement^12. Une façon de diminuer le poids est d’utiliser des aciers à haute résistance (AHSS) de pointe. Les matériaux les plus populaires sont les aciers plastiques à double phase et induits par la transformation (TRIP), qui sont de plus en plus utilisés dans l’industrie automobile^13,14,15,16. Étant donné que l’industrie automobile a augmenté les normes de résistance en raison de l’amélioration de la consommation de carburant et de l’absorption d’énergie par accident sous une diminution du poids du véhicule, l’utilisation de différents matériaux et procédés de soudage devient un problème important.