Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Thomä, Marco
Wagner, Guntram (Prof. Dr.-Ing.) ; Bergmann, Jean Pierre (Prof. Dr.-Ing. habil.) (Gutachter)
Wirkung von Leistungsultraschall auf das Prozessverhalten und die Bindungsmechanismen beim Rührreibschweißen von Aluminium/Stahl-Verbunden
Effect of power ultrasound on the process behavior and the bonding mechanisms in friction stir welding of aluminum/steel joints
Kurzfassung in deutsch
Das ultraschallunterstützte Rührreibschweißen (USE-FSW) als innovatives Hybrid-Pressschweißverfahren zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus, welche es für die Kombination artfremder metallischer Werkstoffe mit deutlich unterschiedlichem Schmelzpunkt ermöglichen, qualitativ hochwertigere Verbunde zu realisieren. Die vorliegende Arbeit thematisiert experimentelle Untersuchungen der Auswirkungen des zusätzlich eingekoppelten Leistungsultraschalls auf das Prozessverhalten und die Bindungsmechanismen sowie daraus resultierender mechanischer Verbundeigenschaften beim ultraschallunterstützten Rührreibschweißen von Aluminium/Stahl-Verbunden. Im Anschluss an die Ermittlung geeigneter Parameter für das konventionelle Rührreibschweißen erfolgen grundlegende Betrachtungen des Einflusses des Leistungsultraschalls auf das Schwingungsverhalten, das thermische Verhalten und das insitu- Prozesskraftverhalten, aus denen bestmögliche Ultraschallparameter abgeleitet werden. Nachfolgende detaillierte, vergleichende Untersuchungen des konventionellen und des ultraschallunterstützten Rührreibschweißprozesses belegen unter anderem eine Reduktion der Dicke spröder, aluminiumreicher intermetallischer Phasen am Verbund-Interface des USE-FSW-Verbundes, was in einer Erhöhung der Zugfestigkeit und der Duktilität resultiert.
Kurzfassung in englisch
The ultrasound enhanced friction stir welding (USE-FSW) as an innovative hybrid solid state joining process is characterized by a number of advantages that enable the realization of higher quality joints for the combination of dissimilar, metallic material combinations with strongly differing melting points. The present work addresses the impact of the additional power ultra- sound transmission on the process behavior and the bonding mechanisms as well as resulting mechanical joint properties for the ultrasound enhanced friction stir welding of aluminum/steel joints via experimental investigations. Subsequent to the determination of suitable parameters for the conventional friction stir welding basic considerations of the power ultrasound influence on the oscillation behavior, the thermal behavior and the in-situ process force behavior take place for deriving a best possible set of ultrasound parameters. Moreover, the conventional and the ultrasound enhanced friction stir welding process are investigated comparatively in detail, proving a reduction in thickness for brittle, aluminum-rich intermetallic phases at the USE-FSW joint interface among other things, resulting in an improved tensile strength and ductility.
| Universität: | Technische Universität Chemnitz | |
| Institut: | Professur Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde | |
| Fakultät: | Fakultät für Maschinenbau | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Wagner, Guntram (Univ.-Prof. Dr.-Ing.) | |
| ISBN/ISSN: | 978-3-949005-05-3 | |
| URL/URN: | https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-744936 | |
| Quelle: | Chemnitz : TU Chemnitz, IWW, 2021. - 188 S. - Schriftenreihe Werkstoffe und Werkstofftechnische Anwendungen ; Band 92 | |
| SWD-Schlagwörter: | Rührreibschweißen , Mikrostruktur , mechanische Eigenschaft | |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): | Rührreibschweißen , Hybridprozess , Wirkung Leistungsultraschall , Aluminium/Stahl-Verbunde , Prozessverhalten , Mikrostruktur , mechanische Eigenschaften | |
| Freie Schlagwörter (Englisch): | Friction stir welding , hybrid process , effect power ultrasound , aluminum/steel joints , process behavior , microstructure , mechanical properties | |
| DDC-Sachgruppe: | Ingenieurwissenschaften | |
| Sprache: | deutsch | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 30.03.2021 |
