Artgleiche und artverschiedene reibrührgeschweißte Verbindungen aus AA2124+25% SiC und AA2024

Abstract

Ein Aluminiummatrixverbundwerkstoff (AMC), der aus einer mit 25 Vol.-% SiC Partikeln verstärkten AA2124 Matrix bestand, wurde in Extrusionsrichtung zu artgleichen AMC+AMC und artverschiedenen AMC+2024-T3 Verbindungen reibrührgeschweißt. Wenn das partikelverstärkte Aluminium bei artverschiedenen Verbindungen auf der „retreating side“ positioniert wurde, war der Materialaustausch weniger intensiv. Aufgrund eines Verhakungseffekts waren Festigkeit und Duktilität trotzdem höher als bei der umgekehrten Anordnung der Fügepartner. Das Verhalten bei monotoner und zyklischer Belastung wurde sowohl für den partikelverstärkten Grundwerkstoff als auch für die Schweißverbindungen von einer ausgeprägten Richtungsabhängigkeit bestimmt. Ursache ist die Orientierung von SiC-Partikelzeilen in Extrusionsrichtung. Bei artverschiedenen Verbindungen sind die longitudinalen Zugeigenspannungen auf der partikelverstärkten Seite der Schweißnaht geringer als auf der Seite des unverstärkten Materials, was wahrscheinlich mit der Ausbildung von SiC-Partikelclustern an der Grenzfläche zwischen den beiden Materialien zusammenhängt. Die für artgleiche Verbindungen ermittelten da/dN-ΔK Kurven wurden mit den gemessenen Eigenspannungen korreliert.