Υβριδική συγκόλληση δια τριβής με ανάδευση υποβοηθούμενη από τόξο υπό προστασία αερίου (GTAW)

Κουτσούκος, Γιώργος; Koutsoukos, Giorgos

dc.contributor.author	Κουτσούκος, Γιώργος	el
dc.contributor.author	Koutsoukos, Giorgos	en
dc.date.accessioned	2016-04-13T11:29:29Z
dc.date.available	2016-04-13T11:29:29Z
dc.date.issued	2016-04-13
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42386
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.11885
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Συγκολλήσεις	el
dc.subject	Υβριδικές	el
dc.subject	Αλουμίνιο	el
dc.subject	Welding	en
dc.title	Υβριδική συγκόλληση δια τριβής με ανάδευση υποβοηθούμενη από τόξο υπό προστασία αερίου (GTAW)	el
dc.title	Hybrid friction stir welding assisted by gas tungsten arc	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Συγκολλήσεις μεταλλικών υλικών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-10-19
heal.abstract	Η παρούσα εργασία αφορά στη μελέτη της Υβριδικής Συγκόλλησης Δια Τριβής με Ανάδευση (FSW), υποβοηθούμενης από ηλεκτρικό τόξο Βολφραμίου υπό την προστασία Αδρανούς Αερίου (GTAW). Το τόξο λειτουργεί μπροστά από την κεφαλή συγκόλλησης FSW, κυρίως ως μέσο προθέρμανσης των δοκιμίων, ενώ η συγκόλληση πραγματοποιείται με το πέρας της κεφαλής FSW. Η πρόσδοση θερμότητας μέσω του τόξου, μαλακώνει το υλικό επιτρέποντας στη μηχανή FSW να λειτουργήσει σε χαμηλότερο φορτίο, ενώ δίνει την δυνατότητα επίτευξης υψηλότερων ταχυτήτων συγκόλλησης. Στην παρούσα πειραματική μελέτη, ως υλικό συγκόλλησης χρησιμοποιήθηκε κράμα αλουμινίου 5083-H111, σε ελάσματα πάχους έξι χιλιοστών (6 mm). Η μηχανή υβριδικής συγκόλλησης αποτελείται από μια κατάλληλα τροποποιημένη φρέζα στην οποία προσαρμόζονται κατάλληλες κεφαλές συγκόλλησης, και λειτουργεί ως μηχανή συγκόλλησης Δια Τριβής με Ανάδευση, και μια μηχανή συγκόλλησης GTAW, η οποία προσαρμόζεται πάνω στη φρέζα, μέσω μαγνητικού βραχίονα. Πραγματοποιήθηκαν υβριδικές συγκολλήσεις δια τριβής με ανάδευση υποβοηθούμενης από τόξο GTAW σε ελάσματα αλουμινίου Al5083-H111. Συνολικά διεξήχθησαν δώδεκα (12) πειράματα, από τα οποία αποδεκτές συγκολλήσεις έδωσαν τα δύο (2).   Οι υβριδικές συγκολλήσεις εμφανίζουν παρόμοια μικροδομή με τις συγκολλήσεις FSW, παρουσιάζοντας κοινά χαρακτηριστικά όπως το flow arm και η ανάπτυξη δακτυλίων τύπου onion rings. Οι διάφορες ζώνες της συγκόλλησης φαίνονται ξεκάθαρα, και η αυξημένη πρόσδοση θερμότητας μέσω του τόξου μαλακώνει το υλικό αυξάνοντας την πλαστική του ροή κατά την ανάδευση, ενώ δεν παρατηρείται διαφορά στις περιοχές που έχουν δεχθεί πλαστική παραμόρφωση, με τους κόκκους να ακολουθούν τον ίδιο προσανατολισμό με τις συγκολλήσεις FSW.  Η επίδραση του τόξου είναι εμφανέστερη στην περιοχή κοντά στην επιφάνεια της συγκόλλησης, όπου ο συνδυασμός της θερμότητας που προσφέρεται μέσω της περιστροφής του περιαυχενίου και της θερμότητας που προσφέρεται μέσω του τόξου, μεταβάλλουν τη μικροδομή της περιοχής. Συγκεκριμένα, η μεγάλη αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί τοπική τήξη κοντά στη επιφάνεια και δυναμική ανακρυστάλλωση των κόκκων του υλικού στις χαμηλότερες περιοχές, με αποτέλεσμα την ανάπτυξη λεπτότερης μικροδομής. Τέλος οι υβριδικές συγκολλήσεις παρουσιάζουν υψηλότερη σκληρότητα στη Ζώνη Ανάδευσης, λόγω της λεπτότερης κοκκομετρίας.	el
heal.abstract	This work concerns the study of Hybrid Friction Stir Welding (FSW), assisted by Gas Tungsten arc (GTAW). The arc operates in front of the welding head FSW, mainly as a preheating source, while the FSW tool follows and completes the weld. The arc-applied heat softens the material, allowing the FSW machine to operate at lower loads, and enables the attainment of overall higher welding speeds. In the present experimental study, plates of aluminum alloy Al5083-H111, with six millimeters (6 mm) thickness, were chosen as the welding material. The hybrid welding machine comprises of a modified lathe, in which appropriate welding tools are adjusted, and functions as a Friction Stir Welding machine, and a GTAW welding machine, which is mounted on the lathe by a magnetic arm. A total of twelve (12) experiments of hybrid friction stir welding with GTAW arc assistance of aluminum Al5083-H111 plates were executed, from which two (2) produced acceptable welds. The hybrid welds show similar microstructure to FSW welds, while common characteristics, such as flow arm and development of “onion rings” structure are present. The different weld zones are shown clearly, and the increased heat provided by the arc, softens the material and increases plastic material flow, while no difference was observed in the plastically deformed areas, where the grain plastic deformation follows the same orientation as in the FSW welds. Arc influence is most evident near the surface of the weld, where the combination of heat provided by the rotational movement of the shoulder of the FSW tool and the heat provided by the arc, alter the microstructure of the region. Specifically, higher temperatures cause local melting near the surface, and dynamic recrystallization of the grains of the material in the lower regions, resulting in the development of overall finer microstructure. At last, welds produced by hybrid friction stir welding exhibit higher levels of microhardness in the Stirring Zone, as a result of finer grain size.	en
heal.advisorName	Παντελής, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Τσούβαλης, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Παντελής, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θαλάσσιων Κατασκευών. Εργαστήριο Ναυπηγικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	183 σ.
heal.fullTextAvailability	true