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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 5/2011

01.05.2011

Material Interactions in a Novel Pinless Tool Approach to Friction Stir Spot Welding Thin Aluminum Sheet

verfasst von: Dimitrios Bakavos, Yingchun Chen, Laurent Babout, Phil Prangnell

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 5/2011

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Abstract

The requirement for a probe, or pin, in friction stir spot welding (FSSW) leads to an undesirable keyhole and “hooking,” which can influence the fracture path and weld strength. Furthermore, the full weld cycle for FSSW is typically longer than ideal for the automotive industry, being 2 to 5 seconds. Here, it is shown that using a novel pinless tool design it is possible to achieve high lap shear strength (~3.4 kN) in thin aluminum sheet (~1 mm thick), with short weld cycle times (<1 second). Several techniques have been exploited to study the material flow and mechanisms of weld formation in pinless FSSW, including high-resolution X-ray tomography, to understand the role of the tool design and weld parameters. Despite the “simple” nature of a pinless tool, material flow in the weld zone was found to be surprisingly complex and strongly influenced by surface features on the tool, which greatly increased the penetration of the plastic zone into the bottom sheet. Because of the rapid thermal cycle and high level of grain refinement, the weld zone was found to develop a higher strength than the parent material with little evidence of a heat affected zone (HAZ) after postweld natural aging.

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Metadaten
Titel
Material Interactions in a Novel Pinless Tool Approach to Friction Stir Spot Welding Thin Aluminum Sheet
verfasst von
Dimitrios Bakavos
Yingchun Chen
Laurent Babout
Phil Prangnell
Publikationsdatum
01.05.2011
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 5/2011
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-010-0514-x

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