Microstructural and mechanical properties of friction and MIAB welded carbon steel tubes and forging bracket joints Translated title: Mikrostrukturelle und mechanische Eigenschaften von reib- und MIAB-geschweißten Rohren aus Kohlenstoffstahl sowie von Halterungsschmiedeschweißungen

Abstract

Continuous drive friction welding (CDFW) and magnetic impelled arc butt (MIAB) welding are solid-state welding techniques, in which bonding is achieved at temperatures below the material melting point. Although CDFW welding has been widely used in automotive and aeronautics industry, MIAB welding has not been commonly used yet. The present study involves the comparison of CDFW and MIAB welding for joining medium carbon steel tubes and medium carbon forging brackets together, which are widely used for the construction of drivetrain applications in automotive industry. Optimum parameters are presented for both techniques by using macro- and microstructural analysis, hardness, tensile and petal tests. Based on the analyses presented in this study, MIAB welding can be an alternative to CDFW for structural automobile parts.

Kurzfassung

Das Reibschweißen mit kontinuierlicher Zufuhr (Continuous Drive Friction Welding (CDFW)) und das Magnetarc-Schweißen (Magnetic Impelled Arc Butt (MIAB) welding) sind Schweißprozesse, bei denen der Werkstoff im festen Zustand vorliegt und die Verbindung bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes erreicht wird. Obwohl das kontinuierliche Reibschweißen breitflächig in der Automobilindustrie und im Flugzeugbau genutzt wird, wird das Magnetarc-Schweißen bisher kaum eingesetzt. Die diesem Beitrag zugrundeliegende Studie umfasste einen Vergleich der beiden Schweißprozesse zur Verbindung von Rohren und von Schmiedehalterungen aus Kohlenstoffstahl, die breitflächig für die Konstruktion von Förderbändern in der Automobilindustrie eingesetzt werden. Es werden die optimalen Parameter für beide Techniken vorgestellt, wofür makro- und mikrostrukturelle Analysen, Härtemessungen und Zugversuche durchgeführt wurden. Basierend auf den in der Studie durchgeführten Analysen zeigte sich, dass das Magnetarc-Schweißen eine Alternative zum Reibschweißen von Automobilteilen sein kann.