Proiect PNCDI II   nr.  72174 / 2008
DEZVOLTAREA  UNOR METODE  ŞI TEHNICI INOVATIVE DE ÎMBINARE A MATERIALELOR ETEROGENE PRIN SUDARE PRIN FRECARE CU  ELEMENT ACTIV ROTITOR
TIMEF

PARTENERI ÎN CONSORŢIU:

• ISIM Timişoara – Coordonator proiect
• Universitatea Dunărea de Jos Galaţi, UDJ     
• Universitatea Politehnica Timişoara, UPT
• Asociaţia de Sudură din România, ASR         

Lucrările proiectului PNCDI II nr.72174/2008 au fost realizate prin finanţare de către Autoritatea Contractantă UEFISCDI Bucureşti.

Lucrările proiectului au fost realizate de un consorţiu care a fost construit pe baza domeniilor de competenţă necesare pentru rezolvarea obiectivelor propuse, partenerii la proiect fiind implicaţi în activităţile pentru care au fost cooptaţi în consorţiu şi pentru care au competenţa demonstrată, prin rezultate concrete.
Propunerea de proiect a avut la bază dezvoltarea a 3 idei inovative ale membrilor consorţiului ce reprezintă contribuţii originale în domeniul procedeului de sudare FSW şi anume:

• sudarea hibridă FSW-WIG, figura 1 (brevet acordat prin hotărârea OSIM nr. 4111/30.05.2011,  cerere de brevet de invenţie  nr.A/00920/28.12.2007)

Figura 1 Principiul procedeului de sudare FSW asistată WIG

Figura 2 Monitorizare proces sudare utilizând termografia în infraroşu

• monitorizarea online a procesului de sudare utilizând termografia în infraroşu  (cerere de brevet nr. A/00921/28.12.2007), figura 2.
• obţinerea unor straturi funcţionale cu unealtă consumabilă, (utilizând principiile procedeului FSW), figura 3, cerere de brevet nr. A01278/06.12.2010, înregistrată la OSIM Bucureşti

Rezultate:

• Modelarea proceselor de sudare hibridă cu aport suplimentar de căldură (FSW – WIG) s-a realizat prin aplicarea metodei cu elemente finite. Rezultatele obţinute au demonstrat că sudarea hibridă FSW – WIG asigură: creşterea randamentului procesului de sudare, creşterea calităţii îmbinării sudate prin reducerea tensiunilor remanente din sudură şi posibilitatea sudării metalelor cu punct de topire ridicat.
• Modelarea procesului de încărcare FSW cu straturi funcţionale s-a realizat prin metoda simulării numerice a procesului. Modelarea procesului a scos în evidenţă faptul că la depunerea de straturi funcţionale cu unealtă consumabilă câmpul termic şi deformaţional relevă extindere mai mare pe partea de avans a uneltei comparativ cu partea de retragere a ei, ca urmare a împingerii materialului în această zonă din spatele uneltei. Stratul depus are o extindere mai mare pe partea de avans a uneltei, comparativ cu partea de retragere a uneltei (similar câmpului termic), ca urmare a vitezelor maxime în această zonă şi ruperii legăturilor cu restul materialului uneltei consumabile.
• S-a realizat perfecţionarea maşinii specializate de sudare FSW prin completarea cu echipamentele care asigură monitorizarea online a procesului utilizând termografia în infraroşu, precum şi condiţiile necesare pentru aplicarea procedeului hibrid de sudare FSW-WIG (figura 4). A rezultat astfel un sistem complex de sudare FSW cu rol de demonstrator tehnologic pentru aplicaţii industriale.

Figura 4

• S-a realizat concepţia şi execuţia uneltelor de sudare specifice pentru sudarea FSW-WIG. Uneltele s-au executat din aliaje de oţel şi au fost tratate termic la 54-55HRC, precum şi din carburi sinterizate de wolfram (P20S), figura 4.
• Experimentările de sudare FSW-WIG au demonstrat că prin această variantă se poate asigura, comparativ cu sudarea FSW clasică:
• mărirea vitezei de sudare cu cca. 80%
• mărirea duratei de viaţă a uneltelor, în special la sudarea metalelor cu punct de topire ridicat (ex. oţeluri) cu până la 50%.
• În condiţiile respectării unor cerinţe de lucru specifice (ex. preîncălzire substrat oţel) şi prin utilizarea unor parametri tehnologici optimizaţi s-au obţinut depuneri de straturi funcţionale din aliaje de aluminiu (Al7075, Al 5086 pe substrat din oţel  (S235).
• S-a elaborat documentaţia tehnică necesară pentru realizarea sistemului de monitorizare a procesului de sudare FSW prin controlul online al forţelor/momentelor în timpul procesului.
• S-a elaborat o lucrare în tematica proiectului care a fost premiată la concursul „Promovarea sudării prin cunoaştere”, organizat de Asociaţia de Sudură din România (ASR) în 2009.
• Rezultatele obţinute în cadrul proiectului (mostre sudate, postere, etc.) au fost prezentate la TIB 2009, respectiv TIB 2010.
• S-a realizat promovarea rezultatelor proiectului în mediul industrial prin organizarea de seminarii şi workshopuri în ţară (Timişoara, Cluj, Sibiu, Bucureşti, Drobeta Turnu-Severin, Galaţi). S-au transmis materiale promoţionale la peste 150 de firme din ţară. S-au desfăşurat acţiuni de promovare a procedeului la sediul unor firme, pentru înlocuirea, acolo unde este posibil, a clasicelor  tehnologii de sudare poluante cu noul procedeu ecologic de sudare FSW. S-au realizat probe de sudare pe diferite materiale la solicitarea unor agenţi economici.
• S-a elaborat un capitol privind aplicaţii ale termografiei în ştiinţa materialelor şi inginerie, care este acceptat spre publicare în cartea „Termografia în infraroşu” (ISBN 978-953-307-894-6), editată de INTECH Open Acces Publisher, Croaţia.
• S-au publicat lucrări ştiinţifice privind rezultatele proiectului în revista SUDURA, o lucrare pentru fiecare fază a proiectului.

Sudarea prin frecare cu elelement activ rotitor a aluminiului Standard ISO 25239

Sudarea prin frecare cu element activ rotitor in varianta hibrida

Pliant proiect

Lucrările proiectului PNCDI II nr.72174/2008 au fost realizate prin finanţare de către autoritatea contractantă UEFISCDI Bucureşti.

Persoane de contact parteneri:

ISIM Timişoara – Coordonator proiect

Radu Cojocaru, Director de proiect, rcojocaru@isim.ro
Bd. Mihai Viteazu, nr. 30, Timişoara  

Universitatea Dunărea de Jos Galaţi, UDJ     

Elena Scutelnicu, Responsabil proiect, elena.scutelnicu@ugal.ro
Str. Domnească, nr.47, Galaţi

Universitatea Politehnica Timişoara, UPT

Bogdan Radu, Responsabil proiect partener 2, bogdan.radu@mec.upt.ro
P-ţa Victoriei nr.2, Timişoara

Asociaţia de Sudură din România, ASR         

Dorin Dehelean, Responsabil proiect partener 3, ddehelean@asr.ro
Bd. Mihai Viteazu, nr. 30, Timişoara