RESISTANCE SPOT WELDING OF ALUMINUM ALLOY TO CARBON STEEL USING RED PURE COPPER AS FILLER METAL

Abstract

ABSTRACT

In this study, resistance spot welding process of dissimilar metals AA6061 (1.0 mm thickness), and light carbon steel AISI- SAE 1005 (0.7 mm thickness) were investigated. During the welding process, pure red coppers were used in several different thicknesses (0.2, 0.3, 0.02, 0.03 mm), and choose the best among them. As an interlayer was added to improve welding conditions and solve the problem of anisotropy, to discuss optimization techniques, and include it between aluminum alloys and carbon steels to overcome the problem of different electrical and thermal properties, and more metal energy generated from electric current.

The following are some of the advantages that suit the labor market, using carbon steel and aluminum alloys, the inclusion of the best thickness of pure red copper strips between them, and using spot welding technology in the welding process between different metals. The main benefit of RSW is that it can be used to bind materials that are different from each other. In various manufacturing and food and beverage manufacturing industries, the joining of aluminum alloys and carbon steels to produce equipment such as furnaces, vessels, and containers has emerged as a great contender for joining carbon steels and aluminum alloys of equivalent grades. The combination of copper, carbon steel, and aluminum alloy leads to the improvement of many mechanical and metallic properties due to the good electrical and thermal conductivity properties and their affinity with some of their properties. Desired qualities include great corrosion resistance, a distinct decorative appearance, and excellent weldability. Resistance spot welding is suitable for service conditions including corrosive environments and high-temperature cycles when joining dissimilar metals in a weld.

The idea of this type of welding depends on the pressure of the two pieces to be welded with the two copper electrodes where a constant electric current passes through the metal. The main challenge in bonding two pieces of metal is the resistance presented by the air located at the boundary between them. This can prevent the pieces from adhering completely, which generates high levels of heat and causes the metal to melt. When they melt, the electric current is separated, and compressed electrodes are drawn in opposite directions, leading to fusion in the molten region. In this study, the strength of the current, its applied period, and the amount of pressure based on the type and thickness of the base metal material, several currents were used. The current ranged between 8500 kA and 12300 kA and was applied for several durations between 0.8 and 1.6 seconds. The test was performed on four thicknesses of red copper to determine the best thickness and used as a filler metal. The best current was determined to be 12300 kA, and the best duration was found to be 0.8 seconds.

ÖZET

Bu çalışmada, farklı metaller olan AA6061 (1,0 mm kalınlık) ve hafif karbon çeliği AISI-SAE 1005 (0,7 mm kalınlık) direnç punta kaynağı prosesi incelenmiştir. Kaynak işlemi sırasında birkaç farklı kalınlıkta (0.2, 0.3, 0.02, 0.03 mm) yüksek saflıkta kırmızı bakır folyolar kullanılmış ve aralarından en iyisi seçilmiştir. Kaynak koşullarını iyileştirmek ve anizotropi problemini çözmek, optimizasyon tekniklerini tartışmak, farklı elektriksel ve termal özellikler ve elektrik akımından üretilen daha fazla metal enerjisi sorununun üstesinden gelmek için alüminyum alaşımları ve karbon çelikleri arasına dahil etmek için bir ara katman eklenmiştir. Karbon çeliği ve alüminyum alaşımlarının kullanılması, aralarına en iyi kalınlıkta saf kırmızı bakır şeritlerin dahil edilmesi ve farklı metaller arasındaki kaynak işleminde punta kaynağı teknolojisinin kullanılması işgücü piyasasına uygun avantajlarından bazılarıdır. RSW'nin ana faydası, birbirinden farklı malzemeleri bağlamak için kullanılabilmesidir. Çeşitli imalat ve yiyecek ve içecek imalat endüstrilerinde, fırınlar, gemiler ve kaplar gibi ekipmanların üretilmesi için alüminyum alaşımları ve karbon çeliklerinin birleştirilmesi, karbon çelikleri ve eşdeğer derecelerdeki alüminyum alaşımlarının birleştirilmesi için büyük bir rakip olarak ortaya çıkmıştır. Bakır, karbon çeliği ve alüminyum alaşımının kombinasyonu, iyi elektriksel ve termal iletkenlik özellikleri ve bunların bazı özellikleriyle yakınlığı nedeniyle birçok mekanik ve metalik özelliğin gelişmesine yol açar. Arzu edilen nitelikler arasında yüksek korozyon direnci, belirgin bir dekoratif görünüm ve mükemmel kaynaklanabilirlik yer alır. Direnç nokta kaynağı, farklı metalleri bir kaynakta birleştirirken aşındırıcı ortamlar ve yüksek sıcaklık döngüleri dahil olmak üzere servis koşulları için uygundur. Bu tür kaynak yöntemi, metalden sabit bir elektrik akımının geçtiği iki bakır elektrot ile kaynak yapılacak iki parçanın basıncına bağlıdır. İki metal parçasının yapıştırılmasındaki ana zorluk, aralarındaki sınırda bulunan havanın sunduğu dirençtir. Bu, parçaların tamamen yapışmasını önleyebilir, bu da yüksek düzeyde ısı üretir ve metalin erimesine neden olur. Metaller eridiklerinde elektrik akımı ayrılır ve sıkıştırılmış elektronlar zıt yönlerde çekiler ve erimiş bölgede füzyon oluşur. Bu çalışmada, akımın şiddeti, geçiş süresi, ana metal malzemenin cinsine, kalınlığına ve uygulanan basınç miktarına göre akım 8500 kA ile 12300 kA arasındaydı ve birkaç kez 0,8 - 1,6 saniye arasında değişme göstermiştir. En iyi kalınlığı belirlemek için dört kalınlıkta kırmızı bakır folyo dolgu metali olarak kullanıldı ve test edildi. Seçim, 12300 kA'lık en iyi akım ile en iyi süre olan 0.8 saniye arasında olduğu tespit edilmiştir..