Temperature control in friction stir welding

搅拌摩擦焊的温度控制

基本信息

项目摘要

Friction stir welding (FSW) is a solid state joining process producing high weld quality, since the temperature of the material remains below its solidus. Due to this characteristic and the good repeatability FSW has quickly spread in industrial application.The temperature in the weld zone cannot be directly influenced, but results from the chosen process parameters, the tool geometry and other boundary conditions. Yet, the relationship between those independent variables and the weld temperature has been insufficiently in-vestigated. Especially in complex weld tasks changing thermal boundary conditions can affect the weld zone temperature with negative impact on the mechanical joint properties. Thus, controlling the heat input is essential to ensure high weld quality. The aims of the requested research project are to explore the theoretical background and to implement and validate a prototypic control system. Concluding, the main issues can be summarized as: development of a method to determine the weld zone temperature approximately in real-time; development of the process principles regarding the temperature profile in the weld zone; determination of relevant process parameters, which mainly affect the weld zone temperature; implementation of a system for temperature control and demonstration of its functionality in characteristic applications.
搅拌摩擦焊(FSW)是一种固态连接工艺,由于材料的温度保持在其固相线以下,因此可产生高焊接质量。由于搅拌摩擦焊的这一特性和良好的重复性,其在工业应用中得到了迅速的推广。焊接区的温度不受直接影响,而是由所选择的工艺参数、工具几何形状和其他边界条件所决定的。然而,这些独立变量与焊接温度之间的关系还没有得到充分的研究。特别是在复杂的焊接任务中,改变热边界条件会影响焊接区温度,从而对接头的机械性能产生负面影响。因此,控制热输入对于确保高焊接质量至关重要。所要求的研究项目的目的是探索的理论背景,并实施和验证一个原型控制系统。最后,主要问题可以概括为:开发一种方法来确定焊接区的温度近似实时的过程中的原则,在焊接区的温度分布的发展;确定相关的工艺参数,这主要影响焊接区的温度;温度控制系统的实施和演示其功能的特点应用。

项目成果

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Adaptive model-based temperature control in friction stir welding
搅拌摩擦焊中基于自适应模型的温度控制
Torque-based adaptive temperature control in friction stir welding: a feasibility study
  • DOI:
    10.1007/s11740-018-0798-z
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Bachmann;M. Roehler;S. J. Pieczona;M. Kessler;M. F. Zaeh
  • 通讯作者:
    A. Bachmann;M. Roehler;S. J. Pieczona;M. Kessler;M. F. Zaeh
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知道了