Efectos del revestimiento de TiB2 asistido por adhesivo en uniones soldadas por fricción y agitación

Jun 30, 2023

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 17894 (2022) Citar este artículo

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La soldadura por fricción y agitación es una técnica novedosa para unir materiales ferrosos y no ferrosos en estado sólido. Las técnicas de relleno de ranuras son las más populares y generalmente las utilizan los investigadores para dopar el refuerzo en la zona FSWed para mejorar las propiedades de las juntas. El principal inconveniente de esta técnica es que algunas cantidades de material de refuerzo salen de la ranura durante la fabricación de la junta. En el presente trabajo, se utilizó la técnica de refuerzo asistido por adhesivo para superar este problema para la fabricación de juntas de soldadura agitadas por fricción reforzadas con partículas. En el presente trabajo, los bordes de la placa de aleación de aluminio se recubrieron con una fina capa de TiB2. Las placas de borde recubiertas y no recubiertas se unieron usando soldadura por fricción y agitación a la velocidad rotacional de 1400 y 2240 rpm, y una velocidad de soldadura de 32 mm/min usando una herramienta de pasador roscado cónico. La resistencia a la tracción de las uniones soldadas con placa de borde recubierta fue la más alta en comparación con las uniones no recubiertas, que fue un 39,74 % superior. El porcentaje de alargamiento de la junta de borde recubierta se observó aproximadamente 1,5 veces menor que el de la junta de placa de borde no recubierta. La resistencia a la flexión de la junta de borde recubierta reforzada con TiB2 fue aproximadamente 1,5 veces mayor. Sin embargo, la resistencia al impacto de la placa de borde recubierta fue casi tres veces menor que la de las juntas de borde sin recubrimiento. Las juntas de borde recubiertas de TiB2 revelan una dureza un 22,75 % mayor que las juntas de placa de borde sin recubrimiento soldadas a la velocidad de rotación de 2240.

La soldadura por fricción y agitación (FSW) es un proceso de unión de estado sólido que utiliza una herramienta no consumible para unir dos piezas de trabajo enfrentadas sin fundir el material de la pieza de trabajo1,2,3. El calor se genera por la fricción entre la herramienta giratoria y el material de la pieza de trabajo, lo que conduce a una región ablandada cerca de la herramienta FSW. Mientras la herramienta se desplaza a lo largo de la línea de unión, entremezcla mecánicamente las dos piezas de metal y forja el metal caliente y ablandado por la presión mecánica que aplica la herramienta. Se ha informado que el 87 % del calor lo genera el hombro de la herramienta FSW debido a la fricción entre la superficie del hombro y la pieza de trabajo4. Las geometrías del hombro de la herramienta afectan el flujo de material durante la soldadura. La mayoría de los hombros de herramientas tienen perfiles cóncavos, convexos y planos5,6,7,8,9,10,11,12. El acero para herramientas H13 trabajado en caliente se utiliza principalmente para soldar aleaciones de aluminio10,13. El ángulo de inclinación de la herramienta aprieta el material deformado plásticamente debajo de la herramienta. En general, se utiliza un ángulo de inclinación de la herramienta entre 1° y 4° en FSW. FSW es ​​capaz de unir metales similares y diferentes, como aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre, aleaciones de titanio, acero dulce, acero inoxidable y aleaciones de magnesio14,15,16,17,18. Incluso si FSW es ​​un proceso de soldadura de estado sólido, genera una entrada de calor significativa, lo que lleva a posibles cambios en la microestructura. Se ha informado que ocurre un envejecimiento o endurecimiento excesivo dentro del área de la zona pepita (NZ), el área afectada termomecánicamente (TMAZ) o la zona afectada por el calor (HAZ) de las juntas FSWed19,20. La pérdida de propiedades mecánicas se observa a menudo en estas áreas cambiantes de la microestructura, especialmente en TMAZ y HAZ21,22,23,24. Mardalizadeh et al.25 informaron que las juntas formadas de AA2024 tienen menor dureza en HAZ y TMAZ. A pesar de la optimización de los parámetros de soldadura y los parámetros de enfriamiento durante la soldadura, el desempeño mecánico de las uniones FSWed sigue siendo inferior al de los metales base debido a la aparición de microestructuras y propiedades mecánicas debido a las fuertes presiones termomecánicas que se encuentran en el proceso FSW26, 27. Las propiedades de la junta FSWed dependen principalmente de los parámetros del proceso, como la velocidad de rotación de la herramienta, la velocidad transversal, el ángulo de inclinación de la herramienta y la profundidad de inmersión. Los valores óptimos de los parámetros FSW dependen de las propiedades del material de la pieza, el espesor y la geometría de la herramienta28. La dureza del área articular aumenta a medida que aumenta el ángulo de inclinación29. Elyasi et al.30 reportaron que la máxima resistencia a la tracción de las juntas estaba en la unión de aleación de aluminio con un ángulo de inclinación de 2° en comparación con 1° y 3°. Una observación similar fue reportada por Acharya et al. 31. La combinación de la velocidad de rotación y transversal de la herramienta en FSW es ​​compleja porque aumentar la velocidad de rotación o disminuir la velocidad transversal dará como resultado una soldadura más caliente y viceversa32. La microestructura y la dureza de las juntas dependen en gran medida de la velocidad de rotación en comparación con la velocidad de soldadura. Ghada et al.33 informaron que la dureza de las articulaciones aumentó con la disminución de la velocidad de rotación. Ganesh y Kumar34 investigaron la superplasticidad de las láminas de aleación de aluminio soldadas por fricción y agitación a diferentes velocidades de rotación de la herramienta. El resultado muestra que la superplasticidad mejoró significativamente con el aumento de la velocidad de rotación de la herramienta. Se observó que con la presencia de partículas de refuerzo dentro de la zona de pepita, las propiedades mecánicas de la unión soldada mejoraron significativamente. Las técnicas de refuerzo utilizadas para reforzar los materiales de refuerzo durante la soldadura por fricción y agitación en una zona de soldadura por fricción y agitación son uno de los temas clave en FSW. Las técnicas de refuerzo reducen el volumen y la distribución de los materiales de refuerzo en la zona de soldadura por fricción y agitación durante la FSW. Las propiedades de la soldadura por fricción y agitación reforzada también dependen del dopaje efectivo y la distribución del material de refuerzo en la zona de soldadura por fricción y agitación. Saeidi et al.35 utilizaron la técnica de relleno de ranuras para llenar nanopartículas de Al2O3 para la fabricación de juntas reforzadas con Al2O3. Notaron que la resistencia a la corrosión de la junta FSW reforzada con Al2O3 era superior. Sin embargo, la resistencia al impacto fue menor debido a la débil unión entre los materiales base y de refuerzo. Kumar et al.36 también utilizaron una técnica similar para introducir partículas de SiC y Si3N4 en la zona de soldadura por fricción y agitación. Dragatogiannis et al.37 mecanizaron una arboleda rectangular cuya profundidad era la mitad de la profundidad de la placa a lo largo de la línea de unión para la fabricación de unión de soldadura por fricción y agitación reforzada con TiC. Informaron que la dureza de las juntas reforzadas con TiC aumentó un 18%. Además, la resistencia a la tracción y la ductilidad de las juntas también mejoraron. Huang38 utilizó la técnica de ranuras en V para introducir partículas de refuerzo a base de hierro en la zona de soldadura por fricción y agitación. El resultado revela que la resistencia a la tracción y la ductilidad de la junta reforzada con hierro fueron inferiores. Sin embargo, la tracción y la ductilidad aumentaron con el aumento de la velocidad de rotación de la herramienta. Singh et al.39 utilizaron técnicas de relleno de orificios para incorporar partículas de Al2O3 en los bordes de contacto de la soldadura agitada. Descubrieron que la dureza de las juntas aumentaba con el aumento de la fracción de volumen de Al2O3. Pantelis et al.40 nanopartículas de SiC reforzadas en la zona FSW en soldadura de aleación de aluminio. Informaron que la dureza de la pepita de soldadura mejoró en un 18 % en comparación con la adición de SiC. Pasha et al.41 investigaron el comportamiento mecánico de uniones soldadas de aleación de aluminio reforzadas con porcentajes variables de SiC y Al2O3. Se encontró que la resistencia a la tracción y la dureza de las uniones soldadas reforzadas con SiC eran superiores en comparación con las uniones reforzadas con Al2O3. Sin embargo, la ductilidad y la resistencia al impacto de las juntas reforzadas con partículas mostraron ser inferiores en comparación con las juntas soldadas no reforzadas.

El investigador utilizó principalmente técnicas de relleno de ranuras para introducir refuerzos en la zona FSWed. En las técnicas de relleno de ranuras, existe la posibilidad de que el material de refuerzo salga de la ranura durante la fabricación de la junta. En el presente trabajo, se utilizó la técnica de refuerzo asistido por adhesivo para minimizar este tipo de dificultad para la fabricación de juntas de soldadura agitada por fricción reforzada con partículas. En este trabajo, se reforzó el polvo de TiB2 en una zona de soldadura por fricción recubriendo el borde de la placa antes de la soldadura que requería la unión. El material de recubrimiento se preparó mezclando adhesivo Araldite y TiB2 potenciado en una proporción de 1:1. Los bordes del paladar de aleación Al 1120 (6 mm X 120 mm) se recubrieron con una capa delgada de este material de recubrimiento. Las placas con bordes revestidos se unieron utilizando un proceso de soldadura por fricción y agitación a una velocidad de rotación variable de la herramienta y una velocidad de soldadura constante de 32 mm/min con la ayuda de una herramienta de pasador roscado cónico. En este documento se investigaron e informaron la resistencia a la tracción, la resistencia a la flexión, el porcentaje de elongación, la resistencia al impacto y la dureza de las juntas.

Para la preparación de la muestra se utilizó la aleación de aluminio comercial Al 1120 plana de 6 mm de espesor, 55 mm de ancho y 100 mm de largo. La composición química de Al 1120 se muestra en la Tabla 1. El polvo de TiB2 y los materiales adhesivos de Araldite se usaron para preparar material de revestimiento (material de refuerzo). El tamaño de partícula del polvo de TiB2 era de malla 325 y una pureza del 99,9 %.

La imagen SEM (microscopía electrónica de barrido) de TiB2 se muestra en la Fig. 1.

Imagen SEM de TiB2.

La configuración de soldadura por fricción y agitación se desarrolló en una máquina de fresado vertical (M1TR, HMT Limited, Pinjore, India) como se muestra en la Fig. 3b. La herramienta de perfil roscado cilíndrico hecha de H13 como se muestra en la Fig. 2 se usó para la fabricación de juntas.

Herramienta FSW de pasador roscado cónico.

Los parámetros de soldadura como la velocidad de rotación de la herramienta 1400 rpm y 2240 rpm y la velocidad transversal de 32 mm/min fueron seleccionados para la fabricación de juntas. El material de recubrimiento se preparó mezclando adhesivo Araldite y polvo de TiB2 en una proporción de 1:1. Después de eso, se extiende una capa delgada a lo largo de los bordes de cada placa que se requiere unir y se deja secar en una atmósfera abierta como se muestra en la Fig. 3a. El espesor del revestimiento era de aproximadamente 0,3 mm en cada borde de placa. Además, las muestras se sujetaron firmemente en la posición de tope dentro del tornillo de banco de fresado en la placa trasera como se muestra en la Fig. 3c. Inicialmente, los parámetros FSW, es decir, la velocidad de rotación de la herramienta, se seleccionaron como 700, 900, 1400, 2240 rpm y una velocidad de desplazamiento de 32 mm/min. Se encontró que las juntas fabricadas a 700 y 900 rpm tienen vacíos (defectos de soldadura) en la zona de soldadura. Las causas de este defecto pueden deberse a una generación inadecuada de calor por fricción a una velocidad de rotación de la herramienta más baja. Las uniones FSW se fabricaron a velocidades de rotación de la herramienta de 1400 rpm y 2240 rpm, y una velocidad de soldadura de 32 mm/min usando la herramienta FSW como se muestra en la Fig. 3. La muestra soldada se muestra en la Fig. 3d. Todas las categorías de muestras soldadas se representan en la Fig. 4. Las muestras de prueba para la prueba de tracción se prepararon según la norma ASTM E8/E8M-09. Las dimensiones y las muestras de prueba se muestran en la Fig. 5. La muestra de prueba de flexión se preparó según la norma ASTM E290. La dimensión se muestra en la Fig. 6. La máquina UTM computarizada (Neelam Engineering Company, Agra, India) se usó para realizar pruebas de tracción y flexión de juntas. El ensayo de tracción y flexión de las muestras soldadas se realizó a una velocidad de deformación de 0,1 mm/min. La muestra de impacto se preparó según la norma ASTM E-23 que se muestra en la Fig. 7. La prueba de impacto Charpy se realizó utilizando un probador de impacto digital (Faune Test Equipment Pvt Ltd, Tipo-AIT-300D). Se probaron tres muestras de cada categoría de muestras soldadas. Las pruebas de dureza Vickers de los compuestos se realizaron con una carga de 5 kg y un tiempo de permanencia de 20 s. Se tomaron tres lecturas de dureza en diferentes lugares de la zona FSWed.

(a) Especificación de muestra (b) Configuración de FWS (c) Área de soldadura (d) Placas soldadas.

Juntas fabricadas de todas las muestras.

Muestras de prueba de tracción y dimensión.

Dimensión de la muestra de prueba de flexión.

Dimensión de la muestra de prueba de impacto.

Las juntas de soldadura exitosas de placas de borde recubiertas y no recubiertas se fabricaron a 1400 y 2240 rpm y una velocidad de soldadura de 32 mm/min. El microscopio óptico se llevó a cabo para observar la presencia y distribución de partículas de TB2 en la zona soldada por fricción y agitación. Para el examen micrográfico se preparó la muestra cortando el material de la zona soldada, esmerilando y puliendo con diferentes grados de papel esmeril utilizando una pulidora metalográfica de doble disco. La micrografía de las juntas de borde recubiertas de TiB2 de la zona de soldadura por fricción y agitación se tomó a 50X y se muestra en la figura 8. La figura 8 muestra la presencia y distribución de partículas de TiB2 en una zona de soldadura por fricción y agitación fabricada a 2240 y 1400 rpm. El análisis de rayos X de dispersión de energía (EDX) de la zona de soldadura por fricción y agitación se llevó a cabo para encontrar que la fase de Al, TiB2 y el adhesivo Araldite están presentes en la muestra soldada por fricción y agitación del borde revestido. El informe del análisis de la prueba XRD se muestra en la Fig. 9. La Figura 9 muestra el pico de AlTi, TiB2 y C9H8 (Araldite) que se ajustan a la presencia de TiB2 en la zona de soldadura por fricción y agitación.

Micrografía óptica de la zona de soldadura por fricción y agitación fabricada a (a) 2240 y (b) 1400 rpm.

Análisis de rayos X de dispersión de energía de la junta de placa recubierta de TiB2.

El valor promedio de tres muestras de cada categoría de resistencia a la tracción y a la flexión se tomó y se informó en la Tabla 2. El resultado de la resistencia a la tracción y las muestras ensayadas de cada categoría se representan en las Figs. 10 y 11 respectivamente. El porcentaje de elongación de las muestras analizadas se muestra en la Fig. 12. La Figura 10 revela que la resistencia a la tracción de la junta del borde revestido (reforzada con TiB2) es mayor que la de la junta del borde sin revestir (no reforzada) debido a la presencia de TiB2 en la zona soldada36 ,37,39,41,42. Además, la resistencia a la tracción de la muestra de borde sin recubrir soldada a las rpm de 1400 presenta una mayor resistencia que la muestra soldada a 2240 rpm. Sin embargo, las placas recubiertas soldadas a 2240 rpm mostraron una resistencia superior en comparación con las soldadas a 1400 rpm. La resistencia a la tracción de la placa de borde revestida soldada a 1400 rpm resultó un 30 % más alta que la unión de la placa de borde sin revestimiento soldada a las mismas rpm. Sin embargo, la unión de placa revestida a 2240 rpm mostró un 39,74% superior que la unión de placa de borde sin revestimiento soldada a las mismas rpm. Se encontró que la resistencia a la tracción de la unión de la placa de borde revestida soldada a 2240 rpm es un 4% más alta que la placa soldada a 1400 rpm. Además, la placa de borde sin recubrimiento soldada a 1400 rpm mostró un 11,65 % más que la placa soldada a 2240 rpm.

Resistencia a la tracción de juntas FSW a diferentes rpm.

Muestras probadas a la tracción.

El % de elongación de las uniones soldadas a diferentes rpm.

Los resultados del porcentaje de elongación de las uniones soldadas muestran que la incorporación de TiB2 en la zona de soldadura por fricción disminuyó el porcentaje de elongación de las uniones debido al comportamiento frágil desarrollado en la zona de agitación por fricción que se observó durante la prueba y se inspeccionó visualmente de las muestras probadas como se muestra en la Fig. 11. La Figura 11 indica que la longitud de las muestras analizadas del borde sin recubrimiento es más larga que la junta del borde recubierto soldada a todas las rpm.

La Tabla 2 y la Fig. 12 revelaron que el porcentaje de alargamiento de la unión soldada con placa de borde recubierta es menor que el de las uniones de placa de borde sin recubrimiento. El porcentaje de elongación de la junta de borde recubierta se observó aproximadamente 1,5 veces menor que el de la junta de placa de borde no recubierta.

La fractografía de muestras sometidas a ensayo de tracción de uniones soldadas sin revestimiento y con revestimiento de TiB2 se llevó a cabo mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). Las imágenes SEM de las muestras de prueba se muestran en las Figs. 13 y 14. La figura 13 muestra una fractura fibrosa alargada que parece una fractura dúctil, mientras que la figura 14, que es una articulación recubierta de TiB2, muestra una fractura fibrosa acortada y una hendidura intergranular que se asemeja a la naturaleza frágil de la fractura.

Imagen SEM de uniones soldadas sin recubrimiento.

Imagen SEM de unión soldada recubierta de TiB2.

La resistencia a la flexión de las uniones soldadas se muestra en la Fig. 15. La Figura 15 muestra que la resistencia a la flexión de las uniones reforzadas con TiB2 fabricadas a todas las rpm es mayor en comparación con las uniones no reforzadas32,33. Además, se encontró que el aumento de las rpm no aumenta la resistencia a la flexión de las uniones no reforzadas. Sin embargo, el refuerzo de TiB2 en la zona de soldadura mejoró la resistencia a la flexión de las uniones. Además, la resistencia a la flexión de las uniones reforzadas con TiB2 fabricadas a 1400 rpm fue mayor que la de las fabricadas a 2240 rpm, que fue un 34,67 % superior a las uniones no reforzadas fabricadas a las mismas rpm. Se encontró que la resistencia a la flexión de las juntas reforzadas con TiB2 fabricadas a 2240 rpm era aproximadamente el doble en comparación con las juntas de placa de borde sin recubrimiento fabricadas a las mismas rpm. Además, la resistencia a la flexión de las juntas reforzadas con TiB2 fabricadas a 1400 rpm fue aproximadamente 1,5 veces mayor en comparación con las juntas de placa de borde sin recubrimiento fabricadas a las mismas rpm.

Resistencia a la flexión de uniones soldadas a diferentes rpm.

Los datos de la prueba de impacto Charpy de todas las muestras de categoría se informan en la Tabla 3 y se muestran en la Fig. 16. Se probaron las tres muestras de cada categoría. La Figura 16 mostró que el refuerzo de TiB2 en la zona de soldadura por fricción y agitación disminuyó la resistencia al impacto de la junta. Además, la resistencia al impacto de la unión de la placa de borde sin recubrir soldada a 1400 rpm fue mayor que la soldada a 2240 rpm, que fue un 49,77 % superior. Además, la resistencia al impacto de las juntas de borde recubiertas de TiB2 fue aproximadamente la misma soldada a todas las rpm. Además, la resistencia al impacto de las uniones reforzadas con TiB2 fue tres veces menor que la de las uniones soldadas no reforzadas. La menor resistencia al impacto de las juntas reforzadas podría deberse a las propiedades frágiles de las juntas debido al refuerzo de TiB2 en la zona de soldadura37.

Resistencia al impacto de uniones soldadas a diferentes rpm.

Durante las pruebas de juntas de placas de borde recubiertas, se observó que las muestras se rompían completamente en dos piezas. Sin embargo, las juntas de borde sin recubrimiento y los bordes de ruptura de la muestra se adhieren entre sí como se muestra en la figura 16. El comportamiento de fractura frágil y dúctil de la muestra sometida a prueba de impacto se muestra en la Fig. 16. Los resultados de la prueba de dureza se informan en la Tabla 4 y se representan en Fig. 17. La figura 17 mostró que la dureza de las juntas de borde recubiertas es mayor que la de las juntas de borde no recubiertas. Además, el refuerzo de TiB2 en la zona de agitación por fricción y el aumento de las rpm aumentaron la dureza de las uniones soldadas29,32,33. Además, las juntas de borde recubiertas con TiB2 revelaron una dureza un 22,75 % mayor que las juntas sin recubrimiento soldadas a rpm 2240. Sin embargo, las juntas de borde sin recubrimiento exhibieron un arnés 8,47 % mayor en comparación con las soldadas a rpm de 1400. Sin embargo, las juntas de placa de borde recubiertas a las rpm de 2240 mostró una dureza 6,11% superior a la soldada a las rpm de 1400.

Dureza de la unión soldada.

Se fabricaron con éxito TiB2 reforzado y sin juntas reforzadas mediante el proceso de soldadura por fricción y agitación.

La resistencia a la tracción y la resistencia a la flexión de las juntas reforzadas con TiB2 se encontraron más altas que las juntas no reforzadas. Sin embargo, el porcentaje de elongación de las juntas reforzadas con TiB2 fue menor que el de las juntas no reforzadas.

La resistencia a la tracción de las juntas reforzadas con TiB2 soldadas a 2240 rpm fue de 283,74 MPa, que es un 39,74 % superior a la placa de borde sin recubrimiento.

La resistencia a la flexión de las juntas reforzadas con TiB2 fue de 34,53 MPa y 25,64 MPa fabricadas a 2240 y 1400 rpm respectivamente.

El porcentaje de elongación del borde revestido y la junta del borde sin revestir se observaron 12,46 y 11,35 y 30,55 y 31,42 fabricados a 1400 y 2240 rpm respectivamente, que es aproximadamente 1,5 veces menor que la unión de la placa del borde sin revestir.

La resistencia al impacto de las juntas de borde recubiertas y no recubiertas de TiB2 fue de 33,73, 22,52, 8,73 y 9,33 J/cm2, respectivamente. La resistencia al impacto de las juntas de borde recubiertas de TiB2 disminuyó.

Li, K., Jarrar, F., Sheikh-Ahmad, J. y Ozturk, F. Uso de la formulación acoplada de Eulerian Lagrangian para un modelado preciso del proceso de soldadura por fricción y agitación. Procedia Ing. 207, 574–579 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Gibsona, BT et al. Soldadura por fricción-agitación: Proceso, automatización y control. J. Manuf. Proceso. 16(1), 56–73 (2015).

Artículo Google Académico

Gupta, MK Proceso de agitación por fricción: una técnica de fabricación ecológica para compuestos de superficie: un artículo de revisión. SN Apl. ciencia 2(4), 1–14. https://doi.org/10.1007/s42452-020-2330-2 (2020).

Artículo Google Académico

Lohwasser, D. & Chen, Z. Friction Stir Welding from Basics to Applications (Wood Head Publishing Limited, 2010).

Libro Google Académico

Mishra, RS & Ma, ZY Procesamiento y soldadura por agitación por fricción. Mate. ciencia Ing. 50(1–2), 1–78 (2005).

Artículo Google Académico

Tan, CW, Jiang, ZG, Chen, YB & Chen, XY Evolución microestructural y propiedades mecánicas de uniones disímiles de Al-Cu producidas por soldadura por fricción y agitación. Mate. Des. 51, 466–473 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Esmaeili, A., Besharati, G., Zareie, MK y Rajani, HR Investigación experimental del flujo de material y defectos de soldadura en la soldadura por fricción y agitación de aluminio a latón. Mate. Fabricación Proceso. 27(12), 1402–1408 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Bisadi, H., Rasaee, S. & Fotoohi, Y. Estudio de la velocidad de rotación de la herramienta en las propiedades mecánicas de la junta a tope de cobre-Al5083 soldada por soldadura por fricción y agitación. proc. Inst. mecánico Ing. Parte B 229, 1731-1741 (2014).

Google Académico

Fotouhi, Y., Rasaee, S., Askari, A. y Bisadi, H. Efecto de la velocidad transversal de la herramienta sobre la microestructura y las propiedades mecánicas en soldaduras disímiles a tope por fricción y agitación de láminas de cobre Al5083. Ing. Mec. Sólido. 2(3), 239–246 (2014).

Artículo Google Académico

Gupta, MK Efectos del perfil de la herramienta sobre las propiedades mecánicas de las soldaduras por fricción y agitación de aleación de aluminio Al 1120. J. Adhes. ciencia Tecnología 34(18), 2000–2010. https://doi.org/10.1080/01694243.2020.1749448 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Serio, LM, Palumbo, DG, Filippis, UD & Ludovico, AD Monitorización del proceso de soldadura por fricción-agitación mediante termografía. No destruir. Prueba. Eval. 31(4), 371–383. https://doi.org/10.1080/10589759.2015.1121266 (2016).

Artículo ADS CAS Google Académico

Hamid, M., Mohsen, B., Alireza, FT, Saeed, ZR & Morteza, SE Soldadura por fricción-agitación de doble velocidad de rotación: experimentación y modelado. Mate. Fabricación Proceso. 30(9), 1109–1114. https://doi.org/10.1080/10426914.2014.973578 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Akinlabi, ET & Akinlabi, SA Efecto del aporte de calor sobre las propiedades de soldaduras disímiles por fricción y agitación de aluminio y cobre. Soy. J.Mater. ciencia 2(5), 147–152 (2012).

Artículo Google Académico

Chengcong, Z. & Amir, AS Medición de tensiones residuales en diferentes placas de aluminio y cobre soldadas por fricción utilizando el método de contorno. ciencia Tecnología Soldar. Unión 23(5), 394–399. https://doi.org/10.1080/13621718.2017.1402846 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Hou, Z., Sheikh-Ahmad, J., Jarrar, F. y Ozturk, F. Tensiones residuales en soldaduras de agitación por fricción diferentes de AA2024 y AZ31: estudio experimental y numérico. J. Manuf. ciencia Ing. 140(5), 051015 (2018).

Artículo Google Académico

Buchibabu, V., Reddy, GM, Kulkarni, DV y De, A. Soldadura por fricción y agitación de una placa gruesa de aleación Al-Zn-Mg. J.Mater. Ing. Llevar a cabo. 25(3), 1163–1171 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Gonçalo, S. et al. Microestructura y propiedades de fatiga de placas de acero de alta resistencia soldadas por fricción y agitación. ciencia Tecnología Soldar. Unirse. 23(5), 380–386 (2018).

Artículo Google Académico

Ratna, SB & Pradeep, KRG Comportamiento frente a la corrosión de una junta de aleación de Al6063-AZ31B Mg soldada por fricción y agitación. Ing. Cogente 3(1), 1145565. https://doi.org/10.1080/23311916.2016.1145565 (2016).

Artículo Google Académico

Bagheri, B., Abdollahzadeh, A., Sharifi, F., Abbasi, M. & Moghaddam, AO Desarrollo reciente en el procesamiento de agitación por fricción de aleaciones de aluminio: evolución de la microestructura, propiedades mecánicas, comportamientos de desgaste y corrosión. proc. Inst. mecánico Ing. Parte E. https://doi.org/10.1177/09544089211058007 (2021).

Artículo Google Académico

Abdollahzadeh, A., Bagheri, B., Abbasi, M., Sharifi, F. y Moghaddam, AO Comportamientos mecánicos, de desgaste y corrosión de la capa compuesta AZ91/SiC fabricada mediante procesamiento de vibración por fricción y agitación. Navegar. Topogr. 9(3), 035038. https://doi.org/10.1088/2051-672X/ac2176 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Baghdadi, AH, Rajabi, A., Selamat, NFM, Sajuri, Z. y Omar, MZ Efecto del tratamiento térmico posterior a la soldadura sobre el comportamiento mecánico y la densidad de dislocación del Al6061 soldado por fricción y agitación. Mate. ciencia Ing. A754, 728–734 (2019).

Artículo Google Académico

Kumar, KA, Murigendrappa, S. & Kumar, H. Un enfoque de optimización de abajo hacia arriba para los parámetros de soldadura por fricción y agitación de aleaciones diferentes AA2024-T351 y AA7075-T651. J.Mater. Ing. Llevar a cabo. 26(7), 3347–3367 (2017).

Artículo Google Académico

Park, SW, Yoon, TJ y Kang, CY Efectos del diámetro del hombro y el paso de soldadura en la carga de cizallamiento de tracción en la soldadura por fricción y agitación de aleaciones de aluminio AA6111/AA5023. J.Mater. proc. Tecnología 241, 112–119 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Heidarzadeh, A. et al. Soldadura por fricción/procesamiento de metales y aleaciones: una revisión exhaustiva de la evolución microestructural. prog. Mate. ciencia 117, 100752 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Cavaliere, P., Cabibbo, M., Panella, F. & Squilace, A. Placas de Al-Li unidas por soldadura por fricción: comportamiento mecánico y microestructural. Mate. Des. 30(9), 3622–3631 (2009).

Artículo CAS Google Académico

Bagheri, B., Abbasi, M. & Dadaei, M. Comportamiento mecánico y microestructura de uniones AA6061-T6 hechas por soldadura por fricción, agitación y vibración. J.Mater. Ing. Llevar a cabo. 29(2), 1165–1175. https://doi.org/10.1007/s11665-020-04639-7 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Abbasi, M., Givi, M. y Bagheri, B. Aplicación de vibración para mejorar la eficiencia del procesamiento de agitación por fricción. Trans. Soc. de metales no ferrosos China 29(7), 1393–1400. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(19)65046-6 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Velichko, OV, Ivanov, SY, Karkhin, VA, Lopota, VA & Makhin, ID Soldadura por fricción y agitación de placas gruesas de aleación Al-Mg-Sc. Soldar. En t. 30(8), 630–634. https://doi.org/10.1080/09507116.2016.1140418 (2016).

Artículo Google Académico

Kush, PM y Vishvesh, JB Efectos del ángulo de inclinación sobre las propiedades de cobre de soldadura por fricción y agitación diferente al aluminio. Mate. Fabricación Proceso. 31(3), 255–263. https://doi.org/10.1080/10426914.2014.994754 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Elyasi, M., Aghajan, DH y Hosseinzadeh, M. Investigaciones del ángulo de inclinación de la herramienta sobre las propiedades de la soldadura por fricción y agitación de A441 AISI a aluminio AA1100. proc. Inst. mecánico Ing. Parte B 230(7), 1234–1241 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Acharya, U., Roy, BS y Saha, SC Sobre el papel del ángulo de inclinación de la herramienta en la soldadura por fricción y agitación de compuestos de matriz de aluminio. Silicio 13, 79–89. https://doi.org/10.1007/s12633-020-00405-5 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Arbegast, WJ Un modelo de zona de deformación dividida por flujo para la formación de defectos durante la soldadura por fricción y agitación. Scr. Mate. 58(5), 372–376 (2008).

Artículo CAS Google Académico

Ghada, MF, Essa, HMZ, Tamer, SM y Tarek, AK Examen de microestructura y microdureza de la unión soldada por fricción y agitación de (AA7020-O) después de PWHT. HBRC J. 14(1), 22–28 (2018).

Artículo Google Académico

Ganesh, P. & Senthil Kumar, VS Conformación superplástica de láminas de aleación AA6061-T6 soldadas por fricción y agitación con varias velocidades de rotación de la herramienta. Mate. Fabricación Proceso. 30(9), 1080–1089 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Saeidi, M., Barmouz, M. & Givi, MKB Investigación sobre la unión AA5083/AA7075+ Al2O3 fabricada mediante soldadura por fricción y agitación: Caracterización del comportamiento de la microestructura, la corrosión y la tenacidad. Mate. Res. 18(6), 1156–1162 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Kumar, N. & Patel, VK Efecto del microrefuerzo de SiC/Si3N4 en las propiedades mecánicas y de desgaste de la aleación de aluminio AA6061-T6 soldada por fricción y agitación. SN Apl. ciencia 2, 1572. https://doi.org/10.1007/s42452-020-03381-y (2020).

Artículo CAS Google Académico

Dragatogiannis, DA et al. Disímiles soldaduras por fricción y agitación entre aleaciones de Al 5083 y 6082 reforzadas con nanopartículas de TiC. Mate. Fabricación Proceso. 31(16), 2101–2114 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Huang, HY, Kuo, IC y Zhang, CW Soldadura por fricción y agitación de aleación de aluminio con un metal a base de hierro como material de refuerzo. ciencia Ing. compos. Mate. 25(1), 123–131 (2018).

Artículo ADS CAS Google Académico

Singh, T., Tiwari, SK & Shukla, DK Efectos de las fracciones de volumen de nanopartículas de Al2O3 en las características microestructurales y mecánicas de los nanocompuestos soldados por fricción y agitación. Nanocompuestos 6(2), 76–84 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Pantelis, DI et al. Estudio microestructural y propiedades mecánicas de disimilares soldados por fricción y agitación AA5083-H111 y AA6082-T6 reforzados con nanopartículas de SiC. Mate. Fabricación Proceso. 31(3), 264–274. https://doi.org/10.1080/10426914.2015.1019095 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Pasha, MA, Reddy, PR, Laxminarayana, P. & Khan, IA Unión soldada por fricción y agitación reforzada con SiC y Al2O3 de aleación de aluminio 6061. En Fortalecimiento y unión por deformación plástica 163–182 (Springer, 2019).

Capítulo Google Académico

Huang, HY, Yang, CW y Deng, WY Incorporación de cobre libre de oxígeno para mejorar la microestructura y las propiedades mecánicas de las uniones soldadas por fricción y agitación para aleaciones de aluminio. ciencia Ing. compos. Mate. 25(6), 1219–1228 (2018).

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Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad Amity Rajasthan, Jaipur, India

Amit Kumar Kundu, Nitesh Singh Rajput y Rajesh Rathore

Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad Hemvati Nandan Bahuguna Garhwal, Srinagar, Uttarakhand, India

Manoj Kumar Gupta

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AKK y MKG escribieron el manuscrito principal. NSR y RR prepararon figuras y compilaron la sección de resultados y discusión. Todos los autores revisaron el manuscrito

Correspondencia a Manoj Kumar Gupta.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Kundu, AK, Gupta, MK, Rajput, NS et al. Efectos del revestimiento de TiB2 asistido por adhesivo en uniones soldadas por fricción y agitación. Informe científico 12, 17894 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-21281-6

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Recibido: 29 julio 2022

Aceptado: 26 de septiembre de 2022

Publicado: 25 de octubre de 2022

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

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