Raziskovalci laboratorija LAVAR (Laboratorij za varjenje) in LATOP (Laboratorij za toplotno obdelavo in preiskavo materialov) so v sodelovanju z raziskovalci iz laboratorija PIMM (Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux / Processes and Engineering in Mechanics and Materials) iz Pariza karakterizirali mikrostrukturne značilnosti in visokociklične utrujenostne lastnosti zvarnega spoja iz težko varivih materialov, ki jih z običajnimi talilnimi postopki v visoki kvaliteti ne moremo spajati. Dokazali so, da lahko z optimalnimi varilnih parametri postopka trenja in mešanja – FSW (angl. Friction Stir Welding) dosežemo ugodno fino-zrnato mikrostrukturo v zvarnem spoju ter višjo lomno žilavost ter dinamično trdnost zvarnega spoja v primerjavi z osnovnimi materiali varjencev. Poleg tega je v zvaru razpoka popolnoma zaobšla območje mešanja, sestavljeno iz večjih kristalnih zrn, ki so delovala kot zadrževalniki razpok. Rezultate raziskave so objavili v reviji Journal of Materials Research and Technology (IF=6.4).
Slika 1: Razvoj mikrostrukure in zvarnih con po FSW varjenju raznorodnih 2017A-T451 in 7075-T651 Al zlitin.
Eksperimentalni rezultati so raziskovalci pridobili po inovativnem pristopu k spajanju težko varivih raznorodnih materialov, ki pri običajnih postopkih vodijo do krhkih intermetalnih faz in zlepov. Postopek varjenja FSW poteka z uporabo kompresijske sile ter s toploto, ki jo povzroča trenje vrtečega orodja v varilni coni. S tem se dosega minimalni vnos toplote v zvarni spoj z majhnimi toplotnimi deformacijami in zaostalimi napetostmi.
Razultati so izredno pomembni z ekonomskega vidika racionalne porabe energije pri velikoserijski izdelavi novih, učinkovitejših in lažjih strojnih delov v smeri zagotavljanja čistejše proizvodnje z manjšimi emisijami izpustnih plinov, večje učinkovitosti ter trajnosti
Povezava do članka https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.06.096