Kiemelten nagyszilárdságú acélok vegyes kötése MIG eljárással
Az autóiparban kiemelt fontosságú szerepet kap a járművek környezetbarát kialakítása, a fogyasztás és így a szennyezőanyag-kibocsájtás redukálása. Az üzemanyagigény csökkentésének egyik módja a járművek össztömegének csökkentése, melyet nagy szilárdságú acélok alkalmazásával is elérhetünk. Ezen acélminőségek alkalmazása a karosszéria építésnél a kisebb tömeg mellett az utasok nagyobb fokú biztonságát is eredményezi.
Kutatásunk során TWIP (TWinning Induced Plasticity) és TRIP (TRansformation Induced Plasticity) acélok vegyes kötését hoztuk létre AWS ER 307 Si huzalelektróda segítségével, argon gázvédelem mellett. A TWIP és a TRIP acélok az AHSS- Advanced High Strength Steel, azaz a kiemelten nagy szilárdságú acélok csoportjába tartoznak. A TRIP acél ferrit és bénit mátrixba ágyazott maradék ausztenitből áll, amely szobahőmérsékleten maradó alakváltozás hatására térfogat-növekedés mellett nagy karbontartalmú martenzitté alakulhat, ezáltal növelve az anyag szilárdságát. A TRIP képlékenysége a fázisátalakulásból fakad. Ezzel szemben a TWIP acélokban a képlékenység az ikersíkok képződésével növekszik. Jelentős Mn-tartalmuk miatt szobahőmérsékleten is ausztenites acélok, ezért számottevő képlékeny alakváltozásra képesek
Kísérleteink során egy lineáris hajtás segítségével automatizált MIG hegesztőgépet használtunk mellyel TWIP-TRIP vegyes kötéseket hoztunk létre. A felhasznált TRIP lemez 1 mm, a TWIP 1,5 mm vastagságú volt. Megkerestük az optimális hegesztési paramétereket, melyekkel egyenletes, megfelelő korona- és gyökmagassággal rendelkező varratot hoztunk létre. Kísérleti eredményeink alapján a hegesztett kötés minősége érzékeny az áram erősségére és a hegesztési sebességre.
A kötéseket szakítóvizsgálattal, metallográfiával és mikrokeménység-méréssel minősítettük. A metallográfiai vizsgálatok a kötésekből műgyantába ágyazott keresztcsiszolatokat készítettünk, amelyek szövetszerkezetét különböző reagensek alkalmazásával tettünk láthatóvá. A maratott mintákon képelemző szoftverrel kvantitatív is meghatároztuk az egyes szövetelemek arányát. Nem pusztán a kötéseket, az lemez alapanyagokat is elemeztük metallográfiai szempontból, az átlagos szemcseméret szabvány szerinti meghatározását mindkét esetben elvégeztük. Az alapanyagok összetételét (TWIP, TRIP lemezek, valamint a felhasznált AWS 307 Si huzalelektróda) energiadiszperzív röntgen analizátor (EDS) segítségével állapítottuk meg. A szakítóvizsgálatoknál a mechanikai tulajdonságok meghatározása mellett pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) vizsgáltuk a próbatestek töretfelületét.
Irodalom:
1. Amirthalingam, M., Microstructural Development during Welding of TRIP Steels. 2010.
2. Mujica, L., et al., Microstructure and mechanical properties of laser-welded joints of TWIP and TRIP steels. Materials Science and Engineering: A, 2010. 527(7–8): p. 2071-2078.
3. M. Rossini, P.R.S., L. Cortese , P. Matteis , D. Firrao Investigation on dissimilar laser welding of advanced high strength steel sheets for the automotive industry. Materials Science & Engineering, 2015.
4. Saha, D.C., I. Chang, and Y.-D. Park, Heat-affected zone liquation crack on resistance spot welded TWIP steels. Materials Characterization, 2014. 93: p. 40-51.
