1 Rezumatul fazei 3 Lucrarea de față reprezintă faza 3 intitulată ”Verificarea prin experiment a tehnicii de aplicare a sudării FSW în mediu de gaz inert. Definitivare referențial”, a proiectului Nucleu PN 19.36.01.01 “Cercetări privind dezvoltarea de noi metode inovative de aplicare a procedeului de sudare prin frecare cu element activ rotitor în vederea extinderii posibilităților de aplicare în domenii prioritare”. În cadrul prezentei faze a proiectului, colectivul de cercetare și‐a propus realizarea de activități care să ducă la îndeplinirea obiectivelor și obținerea rezultatelor aferente fazei. Lucrările realizate în prezenta etapă sunt structurate în 5 capitole. Primul capitol prezintă stadiul actual al lucrărilor desfășurate în cadrul proiectului, fiind prezentate cele două metode de sudare care se abordează în proiect și anume sudare FSW în mediu de gaz protector FSW‐IG și sudare FSW sub apă SFSW; obiectivele proiectului, strategia/planul de desfășurare a proiectului pe faze și ani, precum și principalele activități realizate în cadrul fazei I a proiectului, respectiv în cadrul fazei II, activități care au vizat: o analiză a realizărilor pe plan internațional în domeniul sudării FSW în mediu de gaz inert (FSW‐ IG); conceperea de variante de soluții constructive de principiu pentru aplicarea procedeului de sudare FSW în mediu de gaz protector; soluții tehnice pentru ridicarea nivelului de automatizare a procesului de sudare FSW prin informatizarea unor module componente ale mașinii de sudare prin frecare cu element activ rotitor; stabilirea de soluții constructive și elaborarea documentației de execuție pentru module/dispozitive necesare a fi integrate pe mașina de sudare FSW, pentru unelte de sudare care să permită sudarea FSW‐IG; realizarea a trei variante de aplicare a gazului de protecție la sudarea FSW‐IG în zona uneltei de sudare; program de experimentări preliminare de sudare FSW‐IG pentru testarea variantelor 1 și 2 de aplicare a gazului de protecție la sudare. În capitolul al doilea sunt prezentate completări / îmbunătățiri aduse sistemului de sudare FSW în mediu de gaz protector. Sunt prezentate date privind mașinile de sudare FSW aflate la ISIM, precum și un plan (Anexa 1 la raportul de cercetare) privind posibilități de transfer parțial al programului de experimentări de pe mașina de sudare FSW 4kW‐10kN pe mașina multifuncțională de procesare prin frecare, tip MMPF (mașină de generație mai nouă, automată și programabilă, cu conducere numericăși afișare digitală pentru poziția și mișcările uneltei de lucru). S‐a conceput și elaborat documentația de execuție (Anexa 2 la raportul de cercetare) pentru o nouă variantă de aplicare a gazului de protecție (varianta IV, de tip incintă care se montează pe masa mașinii de sudare), care completează sistemul de sudare FSW‐IG (figura 1). Varianta IV a fost concepută cu o soluție constructivă care să asigure o distribuire uniformăși eficientă a gazului de protecție pe o suprafață mai mare în zona îmbinării) și care să permită de asemenea monitorizarea corectă a procesului de sudare FSW‐IG utilizând termografia în infraroșu. PN 19.36.01.01‐ “Cercetări privind dezvoltarea de noi metode inovative de aplicare a procedeului de sudare prin frecare cu element activ rotitor în vederea extinderii posibilităților de aplicare în domenii prioritare”
Transcript
1
Rezumatul fazei 3 Lucrarea de față reprezintă faza 3 intitulată ”Verificarea prin experiment a tehnicii de aplicare a sudării FSW în mediu de gaz inert. Definitivare referențial”, a proiectului Nucleu PN 19.36.01.01 “Cercetări privind dezvoltarea de noi metode inovative de aplicare a procedeului de sudare prin frecare cu element activ rotitor în vederea extinderii posibilităților de aplicare în domenii prioritare”. În cadrul prezentei faze a proiectului, colectivul de cercetare și‐a propus realizarea de activități care să ducă la îndeplinirea obiectivelor și obținerea rezultatelor aferente fazei. Lucrările realizate în prezenta etapă sunt structurate în 5 capitole. Primul capitol prezintă stadiul actual al lucrărilor desfășurate în cadrul proiectului, fiind prezentate cele două metode de sudare care se abordează în proiect și anume sudare FSW în mediu de gaz protector FSW‐IG și sudare FSW sub apă SFSW; obiectivele proiectului, strategia/planul de desfășurare a proiectului pe faze și ani, precum și principalele activități realizate în cadrul fazei I a proiectului, respectiv în cadrul fazei II, activități care au vizat: o analiză a realizărilor pe plan internațional în domeniul sudării FSW în mediu de gaz inert (FSW‐IG); conceperea de variante de soluții constructive de principiu pentru aplicarea procedeului de sudare FSW în mediu de gaz protector; soluții tehnice pentru ridicarea nivelului de automatizare a procesului de sudare FSW prin informatizarea unor module componente ale mașinii de sudare prin frecare cu element activ rotitor; stabilirea de soluții constructive și elaborarea documentației de execuție pentru module/dispozitive necesare a fi integrate pe mașina de sudare FSW, pentru unelte de sudare care să permită sudarea FSW‐IG; realizarea a trei variante de aplicare a gazului de protecție la sudarea FSW‐IG în zona uneltei de sudare; program de experimentări preliminare de sudare FSW‐IG pentru testarea variantelor 1 și 2 de aplicare a gazului de protecție la sudare. În capitolul al doilea sunt prezentate completări / îmbunătățiri aduse sistemului de sudare FSW în mediu de gaz protector. Sunt prezentate date privind mașinile de sudare FSW aflate la ISIM, precum și un plan (Anexa 1 la raportul de cercetare) privind posibilități de transfer parțial al programului de experimentări de pe mașina de sudare FSW 4kW‐10kN pe mașina multifuncțională de procesare prin frecare, tip MMPF (mașină de generație mai nouă, automată și programabilă, cu conducere numerică și afișare digitală pentru poziția și mișcările uneltei de lucru). S‐a conceput și elaborat documentația de execuție (Anexa 2 la raportul de cercetare) pentru o nouă variantă de aplicare a gazului de protecție (varianta IV, de tip incintă care se montează pe masa mașinii de sudare), care completează sistemul de sudare FSW‐IG (figura 1). Varianta IV a fost concepută cu o soluție constructivă care să asigure o distribuire uniformă și eficientă a gazului de protecție pe o suprafață mai mare în zona îmbinării) și care să permită de asemenea monitorizarea corectă a procesului de sudare FSW‐IG utilizând termografia în infraroșu.
PN 19.36.01.01‐ “Cercetări privind dezvoltarea de noi metode inovative de aplicare a procedeului de sudare prin frecare cu element activ rotitor în vederea extinderii posibilităților de aplicare în domenii prioritare”
2
a Incinta de gaz
bCorp incintă
cCapac incintă
Figura 1 ‐ Varianta 4 aplicare gaz protecție (tip incintă de montat pe masa mașinii)
Incinta de gaz (figura 1a) formată în principal din două părți ‐ corp incintă care se montează pe masa mașinii de sudare FSW și se deplasează odată cu
aceasta în timpul procesului de sudare (figura 1b); ‐ capac incintă, care este fix și se montează pe arborele principal al mașinii de sudare FSW
(figura 1c). Corpul incintei cuprinde mai multe repere (desene de execuție prezentate în Anexa A2 la raportul de cercetare) din plexiglas transparent (lipite cu adeziv) și se montează pe masa mașinii de sudare FSW, deplasându‐se odată cu aceasta în timpul procesului de sudare (cu viteza de sudare). Este prevăzut cu orificii/ștuțuri de admisie a gazului de protecție și de evacuare a aerului din incintă. Capacul incintei are un element de fixare prin care se montează pe arborele principal al mașinii de sudare FSW și se poziționează pe corpul incintei prin glisare pe suprafața superioară a acesteia; precum și un element pentru acces cameră termografică, pentru a putea utiliza termografia în infraroșu la monitorizarea proceselor de sudare FSW‐IG (figura 1c). În cazul aplicării gazului de protecție la sudare FSW‐IG prin intermediul unei incinte de gaz, accesul obiectivului camerei termografice în mod direct în zona de sudare este necesar pentru ca temperaturile dezvoltate în timpul procesului de sudare să poată fi preluate și înregistrate la valori reale, fără obstacole în fața obiectivului camerei (fără ca peretele incintei să se interpună între obiectivul camerei termografice și suprafața pe care se măsoară temperatura). Un sistem de garnituri realizat din materiale cauciucate asigură etanșeitatea dintre elementele fixe și mobile ale incintei, respectiv dintre elementele incintei de gaz și componentele mașinii pe care sunt amplasate. Sistemul de alimentare cu gaz de protecție asigură debitul de gaz de protecție necesar (se asigură 10‐20l/min pentru sudare FSW‐IG) și cuprinde: butelie de gaz de protecție, regulator de presiune cu debitmetru, distribuitor de gaz, furtunuri de legătură, racorduri, etc. Sistemul pentru aplicarea gazului de protecție trebuie să asigure existența acestuia în zona de sudare pe toată perioada procesului de sudare, la o presiune constantă. Capitolul al treilea cuprinde verificarea prin experiment a tehnicii de aplicare a sudării FSW în mediu de gaz inert. Sunt prezentate materiale de îmbinat (TiGr2 și oțel DD13), precum și unelte de sudare (din materiale diferite și cu configurații geometrice diferite, Anexele A3 și A 9 la raportul de cercetare) pentru programul de verificare prin experiment a tehnicii de aplicare FSW‐IG.
Element acces cameră termografică
Element fixare pe arbore principal al mașinii FSW
3
S‐a conceput un program de verificare funcțională a tehnicii de aplicare a FSW‐IG și un program de verificare prin experimente preliminare de sudare FSW‐IG. A fost elaborat un plan de verificare a îmbinărilor sudate realizate prin FSW/FSW‐IG și o procedură operațională privind evaluarea îmbinărilor sudate FSW (Anexa A4 la raportul de cercetare). De asemenea sunt prezentate informații detaliate privind modul de examinare metalografică macro și microstructurală, precum și privind reactivi specifici utilizați în funcție de tipul analizei metalografice și de materialul supus analizei (Anexa A5 la raportul de cercetare). S‐au pregătit condițiile de lucru și s‐a realizat un program de verificare prin experiment a tehnicii de aplicare a FSW‐IG care a cuprins: - verificări funcționale pentru tehnica de aplicare a sudării FSW‐IG cu diferite variante de
aplicare a gazului de protecție la sudare, care sunt integrate (după caz) pe mașina de sudare; - verificări prin experimente preliminare de sudare în mediu de gaz inert (utilizând varianta 3
de sistem de asigurare a gazului de protecție). Au fost realizate experimentări preliminare de sudare FSW‐IG pentru titan TiGr2 și oțel DD13, utilizând diferite geometrii și dimensiuni de unelte de sudare realizate din carburi sinterizate de wolfram (P20S), precum și diferiți parametri de proces. Rezultatele evaluării îmbinărilor (analize macro și microstructurale, durități și încercări mecanice) sunt prezentate în rapoartele de examinare/încercare (Anexa A6 la raportul de cercetare). Schema propusă pentru desfășurarea programului experimental preliminar de sudare FSW‐IG este prezentată în tabelul 1.
Tabelul 1 Schemă program experimental preliminar de sudare FSW‐IG Materiale de bază / tip
Experimente de sudare FSW‐IG a titanului TiGr2 Pentru sudare FSW cap la cap și prin suprapunere în mediu de gaz protector FSW‐IG s‐a utilizat tablă de titan TiGr2 de dimensiuni 200x100x3mm, respectiv 200x100x4mm, utilizându‐se unelte din carburi sinterizate de wolfram tip P20S cu diferite configurații geometrice (figura 2):
- unealtă cu pin conic neted, având pin de lungime Lpin=2,85mm și umăr neted cu diametrul Øumăr = 20mm, respectiv Øumăr = 22mm;
- unealtă cu pin cilindric neted, având pin de lungime Lpin=2,85mm și umăr neted cu diametrul Øumăr = 22mm;
- unealtă cu pin conic cu patru teșituri plane, având pin de lungime Lpin=2,4mm și umăr neted cu diametrul Øumăr = 20mm, respectiv Lpin=2,85mm și Øumăr = 22mm.
4
a b c Figura 2 Geometrii de unelte de sudare pentru FSW‐IG
Sudarea s‐a realizat pe direcția de laminare, utilizând gaz de protecție argon, cu un debit de 12l/min. Figura 3 arată imagini din timpul procesului de sudare de la un experiment realizat cu pin conic neted. Se observă că procesul de sudare a titanului implică atingerea unor temperaturi de proces ridicate, care au condus la înroșirea uneltei. Acest fapt este influențat de tipul uneltei de sudare utilizate și de parametrii și condițiile de proces.
Figura 3 ‐ Imagini din timpul procesului de sudare FSW‐IG a titanului TiGr2
În figura 4a este prezentat, spre exemplificare, aspectul macroscopic pentru o îmbinare sudată cap la cap cu o unealtă de sudare cu pin cilindric neted, precum și aspectul macroscopic pentru o îmbinare sudată prin suprapunere utilizând unealtă cu pin conic neted (figura 4b).
a b Figura 4 Aspectul macroscopic al îmbinărilor sudare
Analizele macroscopice relevă o îmbinare ”curată”, fără defecte, specifică procedeului FSW. S‐a obținut o bună amestecare a materialelor și o sudură consolidată. Spre exemplificare, analiza microscopică a îmbinării cap la cap (figura 4a) și a MB este prezentată în figura 5.
MB Nucleu Linii curgere material (stg.) Linii curgere material (dr.)
Figura 5– Analiza microscopică – sudare FSW‐IG titan TiGr2 (3mm) Se poate observa microstructura în materialul de bază, nucleu și linii de curgere a materialului. În esență s‐a constatat o finisare importantă a granulației în nucleu, comparativ cu MB. Măsurătorile de duritate HV1 pentru materialul de bază și în îmbinarea sudată sunt prezentate în tabelul 2, evoluția valorilor durităților HV1 fiind prezentată în figura 6.
5
Tabelul 2 Măsurători ale durității HV1, pentru sudare FSW‐IG a TiGr2 (3mm) Zona MBstg. SUD MBdr. HV1 133 129 135 185 185 182 129 131 131
Figura 6 Evoluția durităților la sudare FSW‐IG TiGr2 (3mm) Analizând graficul din figura 6 se observă că în comparație cu zonele aferente materialului de bază, unde duritatea are valori cuprinse între 131‐135HV1, în sudură se observă o creștere a durității la valori de 182‐185HV1, fapt ce poate fi atribuit efectului de amestecare a materialelor și finisării granulației (reducerii dimensiunilor grăunților). Date privind analize structurale ale îmbinării și măsurători de duritate sunt prezentate în Raportul de examinare/încercare Nr.29/PN19360101/15.05.2020 (Anexa A6 la raport cercetare). Experimente de sudare FSW‐IG a oțelului DD13 Pentru sudarea FSW cap la cap în mediu de gaz protector FSW‐IG s‐a utilizat tablă de oțel DD13 de dimensiuni 200x100x2,2mm. Sudarea s‐a realizat cu o unealtă din carburi sinterizate de wolfram tip P20S, având pin conic neted, de lungime Lpin=1,85mm și umăr neted cu diametrul Øumăr = 22mm, parametrii de proces fiind turație unealtă n= 800 rot/min și viteză de sudare 20‐60mm/min, sensul de rotire a uneltei fiind antiorar. Sudarea s‐a realizat pe direcția de laminare, utilizând gaz de protecție argon, cu un debit de 12l/min. Aspectul macroscopic al îmbinării este prezentat în figura 7.
Figura 7 Aspectul macroscopic al îmbinării sudate FSW‐IG a oțelului DD13 (2,2mm)
Analiza macroscopică (figura 7) arată o îmbinare bună, cu un nucleu bine consolidat, fără defecte, fapt ce indică un proces stabil, condițiile de proces optime fiind îndeplinite (temperatură, parametri de proces, unealtă de sudare). Analiza microscopică a îmbinării și materialului de bază este prezentată în figura 8.
MB
ZIT
Nucleu Figura 8 Analiza microscopică îmbinare FSW‐IG a oțelului DD13 (2,2mm)
Nr. urmă duritate
HV1
6
Se poate observa microstructura în materialul de bază, zona influențată termic și nucleu. Structura în MB este formată din ferită, perlită și perlită în șiruri, iar structura în ZIT conține ferită, perlită, ferită aciculară și în rețea. În ZIT, dar în special în nucleu, s‐a produs o micșorare considerabilă a mărimii grăunților și deci o finisare la nivel microstructural (conform Raportului de examinare/încercare Nr. 30/PN 19360101/15.05.2020 ‐ Anexa A6 la raportul de cercetare). Au fost efectuate măsurători ale durității HV5, pentru materialul de bază (oțel DD13) și în îmbinarea sudată, prezentate în tabelul 3. Evoluția valorilor durităților HV5 este prezentată în figura 9 și în Raportul de examinare/încercare Nr. 30/PN 19 36 01 01 / 15.05.2020 (Anexa A6).
Tabelul 3 Măsurători ale durității HV5, pentru DD13 Zona MB stg. ZIT stg. SUD ZIT dr. MB dr. HV5 112 110 110 152 153 153 137 137 136 146 146 145 110 110 110
Măsurătorile de duritate HV5 (figura 9) au relevat faptul că în comparație cu zonele aferente MB, în ZIT/ZITM duritatea crește la valori cuprinse între 145‐148HV, ceea ce reprezintă o creștere cu cca. 13% comparativ cu MB. În nucleu se observă o scădere a durității la valori de 137‐138HV, cu cca. 11,5% mai mare decât în MB.
Figura 9 Evoluție durități la sudare FSW‐IG oțel DD13
Încercarea la rupere la tracțiune a relevat faptul că toate probele s‐au rupt în materialul de bază MB (Raport de încercare Nr.20/PN 19 36 01 01/18.05.2020‐ Anexa A6 la raportul de cercetare), departe de zona sudată (figura 10), ceea ce demonstrează comportamentul foarte bun al îmbinării FSW la solicitări mecanice.
Figura 10 Aspect probe sudate FSW‐IG încercate la tracțiune – oțel DD13
7
Caietul de sarcini și cartea tehnică pentru sistemul de sudare FSW‐IG au fost actualizate în cadrul prezentei faze, prin completarea cu varianta IV de aplicare a gazului inert la sudare și cu aspectele specifice legate de aceasta (Anexe A7 și A8 la raportul de cercetare). Completarea sistemului de sudare FSW‐IG cu o nouă variantă de aplicare a gazului de protecție, completarea cu unelte de sudare cu diferite geometrii și dimensiuni în corelare cu grosimile de materiale de îmbinat, definitivarea de documentații de execuție, actualizarea caietului de sarcini și a cărții tehnice, constituie activități pentru definitivarea referențialului sistemului FSW‐IG În capitolul patru sunt prezentate date privind diseminarea de informații în cadrul fazei 3 a proiectului, prin: actualizarea paginii web a proiectului, 6 lucrări științifice aprobate spre publicare în revista BID ISIM Welding and Material Testing, respectiv pentru conferința TIMA20 (Anexa 10 la raportul de cercetare), rezultate brevetabile, etc. În cadrul prezentei faze a proiectului s‐a actualizat pagina web a proiectului PN 19.36.01.01, care se poate accesa la www. isim.ro, rubrica cercetare, proiecte Nucleu ale ISIM Timișoara http://www.isim.ro/nucleu19‐36/19360101/index.htm. În figura 11 sunt prezentate print screen‐uri privind website‐ul proiectului.
Figura 11 Print screen website proiect
Astfel se continuă prima acțiune (D1) din planul de diseminare și valorificare a rezultatelor obținute în cadrul proiectului, cu scopul de a cunoaște activitățile și rezultatele obținute, prin promovarea pe website‐ul ISIM a prezentului proiect. Informațiile de pe website se actualizează pe parcursul desfășurării proiectului astfel încât la finalizarea fiecărei faze rezultatele obținute să fie făcute publice prin rapoartele de activitate. A doua acțiune din planul de diseminare și valorificare a rezultatelor are ca scop publicarea de articole în publicații de specialitate și/sau lucrări prezentate la manifestări științifice, cu scopul cunoașterii tehnicii de sudare FSW‐IG în mediul științific, academic și industrial, deschiderii de noi oportunități de colaborare, precum și creșterii vizibilității la nivel național și internațional a activității de cercetare derulate. Astfel, în cadrul acestei faze a proiectului s‐au elaborat lucrările științifice:
„Contribuții ISIM la dezvoltarea procedeelor de sudare prin frecare”/ ”ISIM contributions to the development of friction welding procedures”, autori: R. Cojocaru, L.N. Boțilă, C. Ciucă, V. Verbițchi, aprobată pentru Conferința TIMA 20, care se va desfășura la Timișoara în 26‐27.11.2020;
”Procedee dezvoltate având la bază procedeul de sudare prin frecare cu element activ rotitor”/ ”Processes developed based on friction stir welding process”, autori: L.N. Boțilă, R. Cojocaru, C. Ciucă, V. Verbițchi, aprobată pentru Conferința TIMA 20, care se va desfășura la Timișoara în 26‐27.11.2020;
„Posibilități de aplicare a principiului procedeului de sudare prin frecare cu element activ rotitor FSW, în ingineria suprafețelor”,/”Possibilities of applying the principle of the friction
8
stir welding process, in surface engineering”, autori: C. Ciucă, L.N. Boțilă, R. Cojocaru, I. A. Perianu, aprobată pentru Conferința TIMA 20, care se va desfășura la Timișoara în 26‐27.11.2020;
”Experimente de procesare prin frecare cu element activ rotitor cu înclinarea materialului de bază” / ”Experiments on Friction Stir Processing (FSP), with Tilted Parent Metal”, autori: V. Verbițchi, H. Dașcău, L.N. Boțilă, R. Cojocaru, înaintată pentru Conferința TIMA 20, care se va desfășura la Timișoara în 26‐27.11.2020
o Tehnica termografică în infraroșu – alternativă viabilă pentru monitorizarea proceselor de prelucrare prin frecare”/”Infrared thermographic technique – viable alternative for monitoring of friction processing processes”, autori: R.Cojocaru, L.N. Boțilă, C. Ciucă, aprobată pentru publicare în revista BID‐ISIM – Welding and Material Testing, Nr.1/2020
”Încercări mecanice și nedistructive pentru evaluarea calității îmbinărilor sudate FSW / ”Non‐destructive and mechanical tests for quality evaluation of friction stir welding joints”, autor: A.C. Murariu, aprobată pentru publicare în revista BID‐ISIM – Welding and Material Testing, Nr.1/2020
În cadrul prezentei faze a proiectului s‐a elaborat documentația pentru o cerere de brevet de invenție: ”Metodă și dispozitiv de îmbinare FSW și de procesare FSP, cu înclinarea metalelor de bază”, autori: V. Verbițchi, H. Dașcău, L.N. Boțilă, R. Cojocaru (înregistrată la OSIM București cu Nr. A/ A/00291/27.05.2020). Diseminarea rezultatelor și promovarea proiectului se realizează atât în format letric, prin lucrările științifice care se publică în reviste de specialitate și în volume de lucrări la conferințe, cât și în format electronic prin faptul că publicațiile sunt accesibile online. De asemenea o cantitate importantă de informații privind proiectul și rezultatele obținute în cadrul fiecărei faze, este accesibilă online prin intermediul website‐ului proiectului. Tematica sudării și procesării FSW/FSP constituie un domeniu de interes în domeniul cercetării, fiind procedee ecologice de îmbinare și prelucrare a materialelor. Sudarea FSW în mediu de gaz inert are la bază sudarea prin frecare cu element activ rotitor clasică (în mediu de aer). Sudarea FSW fiind un domeniu de mare actualitate științifică și industrială, poate avea aplicabilitate în diverse sectoare industriale. Un domeniu în care sudarea FSW își poate găsi aplicabilitate este domeniul medical, fiind inițiate două idei de tematici în cadrul competiției Bursa de idei Covid 19: ”Procedee ecologice de prelucrare prin frecare pentru industria medicală” și ”Noi posibilități de îmbinare prin procedee ecologice pentru echipamente medicale utilizate în secțiile de ATI ”. Capitolul cinci prezintă concluziile bazate pe rezultatele obținute la în cadrul prezentei etape a proiectului. Sintetizând activitățile desfășurate și rezultatele obținute în cadrul acestei faze a proiectului, se constată că s‐au realizat trei grupe principale de activități: - completări ale sistemului de sudare FSW‐IG prin concepția și proiectarea unei soluții
constructive noi pentru aplicarea gazului de protecție la sudarea FSW‐IG (varianta IV, care să asigure o distribuire cât mai uniformă gazului în jurul uneltei de sudare FSW în zona de sudare și care să permită utilizarea tehnicii termografice pentru monitorizarea procesului de sudare), respectiv proiectare și execuție unelte de sudare cu diferite geometrii și dimensiuni, în corelare cu tipul și grosimea materialelor de sudat
- verificarea prin experiment a tehnicii de aplicare a procedeului de sudare FSW‐IG (verificări funcționale ale componentelor realizate, integrate pe mașina FSW, conform caietului de sarcini, respectiv prin experimente preliminare de sudare FSW în mediu de gaz inert FSW‐IG
9
pentru titan TiGr2 și oțel DD13; actualizare/definitivare documentații ‐ caiet de sarcini și carte tehnică cu includerea variantei IV de aplicare a gazului de protecție),
- diseminare rezultate – actualizare website proiect, lucrări științifice aprobate spre publicare și pentru prezentare la conferințe (prezentate mai sus), documentație pentru cerere brevet de invenție, De asemenea având în vedere că sudarea FSW în mediu de gaz inert are la bază sudarea prin frecare cu element activ rotitor clasică (în mediu de aer) și că FSW este un domeniu de mare actualitate științifică și industrială, au fost inițiate două idei de tematici de proiecte cadrul competiției Bursa de idei Covid 19 (prezentate mai sus).
Toate aceste informații și rezultate sunt cuprinse în raportul de cercetare aferent prezentei etape a proiectului. Rezultate, stadiul realizării obiectivului fazei, concluzii și propuneri pentru continuarea proiectului (se vor preciza stadiul de implementare a proiectului, gradul de îndeplinire a obiectivului cu referire la țintele stabilite si indicatorii asociați pentru monitorizare si evaluare).
Stadiul de implementare a proiectului: S‐a finalizat faza 3 „Verificarea prin experiment a tehnicii de aplicare a sudării FSW în mediu de gaz inert. Definitivare referențial” a proiectului Nucleu PN 19 36 01 01, fază la care se poate concluziona că: • Obiectivul principal al fazei se referă la tehnica de lucru concepută în cadrul proiectului
pentru aplicarea procedeului FSW‐IG, lucrările efectuate desfășurându‐se în principal pe două direcții: o Utilizarea și verificarea comportării în exploatare a ansamblurilor realizate în cadrul
etapei precedente a proiectului, în cadrul unor programe experimentale de sudare. Rezultatele cele mai bune s‐au obținut utilizând varianta 3 de aplicare a gazului de protecție, de tip incintă montată pe arborele principal al mașinii de sudare FSW
o Concepția și proiectarea unei noi variante pentru aplicarea gazului de protecție, având la bază și experimentele referitoare la celelalte 3 variante; s‐a urmărit, ca efect principal realizarea unei soluții constructive care să asigure o distribuire cât mai uniformă gazului în jurul uneltei de sudare FSW în zona de sudare. De asemenea, s‐a propus o soluție care prezintă utilizarea tehnicii termografice pentru monitorizarea procesului de sudare
• S‐au realizat verificări funcționale ale componentelor realizate, integrate pe mașina FSW, conform caietului de sarcini (Caietul de Sarcini al mașinii FSW a fost completat / adaptat în cadrul prezentei faze, conform noilor condiții de lucru, în corelare cu noile variante de proceduri de sudare propuse FSW‐IG). În urma verificărilor s‐a constatat că modulele realizate au corespuns (individual și în ansamblu) cerințelor din documentația de execuție.
• Verificarea echipamentelor realizate s‐a făcut și prin experiment, prin dezvoltarea unor programe de sudare FSW, pentru două aliaje: o Titan TiGr2 o Oțel DD13
• Raportat la echipamentele utilizate pentru aplicarea gazului de protecție, rezultatele obținute au fost: o Excelente la sudarea oțelului DD13 o Pozitive la sudarea titanului TiGr2
10
• Diseminarea rezultatelor obținute s‐a realizat în principal prin: o Actualizarea paginii web a proiectului (http://www.isim.ro/nucleu19‐
36/19360101/index.htm) o Elaborarea de lucrări științifice o Cerere brevet invenție
Activitățile prevăzute pentru faza 3 a proiectului au fost realizate, obiectivele fazei fiind îndeplinite, rezultatele obținute (în concordanță cu obiectivele fazei) constau în: − Soluții constructive, respectiv documentații de execuție pentru module/elemente
componente ale unei noi variante (IV) de aplicare a gazului de protecție la sudare FSW‐IG cu posibilități de monitorizare proces sudare FSW‐IG, respectiv pentru unelte de sudare (R3)
− Caiet de sarcini și manual de utilizare pentru sistemul de sudare FSW‐IG, actualizate (R5); − Sistem complex de sudare FSW‐IG completat cu noi unelte de sudare (R7, R9); − Program de verificare experimentală a funcționării sistemului de sudare FSW‐IG utilizând o
nouă variantă (IV) de aplicare a gazului de protecție (R9); − Metodă de sudare FSW‐IG utilizând diferite variante de aplicare a gazului de protecție;
Metodă/plan de verificare a sudurilor aplicabil la FSW‐IG și procedură operațională privind evaluarea îmbinărilor sudate (R10)
− Rapoarte de analize, încercări și evaluări pentru îmbinări sudate FSW‐IG (R13) − Website proiect actualizat (R14); − Articole / lucrări științifice sau tehnice (R15); − Cerere de brevet de invenție (R19) − Raport de cercetare și raport de activitate cu rezultatele cercetării ‐ faza 3 (R20)
Rezultatele obținute în această fază a proiectului sunt în concordanță și cu rezultatele estimate prezentate în schema de realizare a proiectului.
Lucrările în cadrul proiectului vor continua cu faza 4 “ Program experimental de sudare FSW în mediu de gaz inert. Elaborare tehnologii de sudare. Demonstrare. Diseminare / valorificare rezultate”, în care activitatea va fi focusată pe elaborarea unor tehnologii de sudare FSW‐IG pentru oțeluri și aliaje ușoare.
