Témakiírások
Szakaszos energiabevitel alkalmazása finomlemezek hegesztési tartományának bővítése és nagyszilárdságú acélok hegeszthetőségének biztosítása céljából
témakiírás címe
Szakaszos energiabevitel alkalmazása finomlemezek hegesztési tartományának bővítése és nagyszilárdságú acélok hegeszthetőségének biztosítása céljából
intézmény
doktori iskola
témakiíró
tudományág
témakiírás leírása
Az ellenállás-ponthegesztés és közeli rokoneljárása, a dudorhegesztés teljesíti mindazokat a mérnöki, gazdaságossági, esztétikai, minőségi, környezetvédelmi és automatizálhatósági szempontokat, amelyek a mai tömeggyártási alkalmazásokhoz szükségesek. Az eljárás előre láthatóan még több évtizedig nélkülözhetetlen lesz a személygépkocsik, teherautók, repülőgépek, vasúti vagonok, autóbuszok és háztartási tömegcikkek gyártásában. A tömeggyártás célgépek és robotok nagyszámú alkalmazását, a mozgó gépek tömegcsökkentése a kedvezőbb szilárdság per tömegarányú szerkezeti anyagok (nagyszilárdságú acélok és könnyűfémötvözetek) alkalmazását igényli. Mindkét cél a hegeszthetőségi munkatartomány (weldability lobe) bővítését (elsősorban szélesítését) és a tömeggyártás időben szisztematikusan változó hegesztési körülményeinek stabilizálását igényli. A kezdeti eredmények azt mutatják, hogy a hegesztőgépek elektronikai és elektro-technikai fejlődése által lehetővé váló szakaszos hőbevitel alkalmas eszköz lehet e kettős cél egyidejű megközelítésére, elérésére.
A kutatások súlypontja a szakaszos energiabevitelű ellenállás-ponthegesztés ismétlődő cikluselemeiből (olvasztás-nyomófeszültség alatti kristályosítás) álló hegesztési folyamat, a kötés kialakulás és a létrejövő kötésjellemzők komplex vizsgálata. A cél az, hogy a munka¬tartományok bővítésével és az optimális elektródjellemzőkhöz kötődő stabilizálásával nehéz hegeszthetőségi feladatok és/vagy hosszú idejű, beavatkozás (pl. in machine elektród felszabályozás, vagy elektródcsere) nélküli hegesztési sorozatok váljanak lehetővé. A kísér-leti költségek csökkentésére optimalizálási módszereket, végeselemes modellezést és folyamatszimulációt célszerű végezni.
A szakaszos energiabevitelre alapozott kutatási tevékenység fő céljai az alábbiak:
• A témára vonatkozó szakirodalom összegyűjtése, rendszerezése, analízise, state of the art összeállítása. Az egyéb hegesztési területeken alkalmazott impulzustechnikák megismerése, a lehetséges azonosságok és eltérések feltárása.
• Optimális elektródanyag-, típus és geometria megtalálása hidegen jól alakítható acélle-mezekhez és/vagy nehezen hegeszthető, nagyszilárdságú acélhoz, alternatívaként fémbázisú kompozithoz.
• Az energetikai paraméterek (áramerősség, feszültség, teljesítmény), a mechanikai paraméter (elektróderő) és az (elektródhoz kötött) geometriai paraméter változásának feltérképezése modern vezérlővel ellátott, többféle vezérlési módra alkalmas, programozható ellenállás-hegesztőgépen.
• Módszer kidolgozása a weldability lobe felvételéhez, az elektródkopás és egyéb tényezők okozta tartomány-stabilitási problémák feltárásához és tanulmányozásához.
• A munkatartományon belüli optimális beállítás megtalálása és stabilitás-vizsgálata. Az optimalizációs célfüggvény tegye lehetővé több, egymástól akár jellegében is különböző elvárás figyelembe vételét.
• A hegesztési folyamat végeselemes analízise, az energiafolyamat optimumának megke-resése és az eredmények kísérleti ellenőrzése.
A témát gondozó tanszék: Mechanikai Technológiai Tanszék
Témavezető: Dr. Balogh András PhD, egyetemi docens
A téma ipari háttere: Hagyományos és nagyszilárdságú finomlemezeket gyártó, fel-dolgozó és hegesztő hazai kis-, közepes és nagy vállalkozások és multinacionális vállalatok, különös tekintettel az autóipari, valamint háztartási és elektronikai tömegcikkeket előállító vállalatokra.
Külföldi kapcsolatok:
1. TECNA S.p.A., BOLOGNA, Italy
2. Timperi – Trieste S.R.L., Italy, Carlo Timperi general manager
3. Otto von Guericke Magdeburgi Egyetem, Sugártechnikai Intézet, Dr. ing. habil Werner Irmer professzor,
4. University of Bath, UK, Department of Mechanical Engineering, Antony Mileham professzor és Chris Kirk, senior researcher.
Irodalom:
1. ASM Handbook, Volume 6, Welding, Brazing, and Soldering. 15th Edition ASM International, 1995.
2. Balogh, A,: Ellenálláshegesztés (Hegesztés és rokontechnológiák kézikönyv (szerkesztő: Szunyogh L.) 3. 5. fejezete), GTE, Budapest, 2007.
3. Resistance Welding Manual, Revised Fourth Edition, 2003; RWMA, Philadelphia, PA, USA
4. Zhang, H.; Senkara, J.: Resistance Welding. Fundamentals and Applications
Taylor Francis Group, 2006; Boca Raton, FL, USA
5. Páczelt, I.: Végeselem-módszer a mérnöki gyakorlatban, I. kötet, Miskolci Egyete-mi Kiadó, 1999
A kutatások súlypontja a szakaszos energiabevitelű ellenállás-ponthegesztés ismétlődő cikluselemeiből (olvasztás-nyomófeszültség alatti kristályosítás) álló hegesztési folyamat, a kötés kialakulás és a létrejövő kötésjellemzők komplex vizsgálata. A cél az, hogy a munka¬tartományok bővítésével és az optimális elektródjellemzőkhöz kötődő stabilizálásával nehéz hegeszthetőségi feladatok és/vagy hosszú idejű, beavatkozás (pl. in machine elektród felszabályozás, vagy elektródcsere) nélküli hegesztési sorozatok váljanak lehetővé. A kísér-leti költségek csökkentésére optimalizálási módszereket, végeselemes modellezést és folyamatszimulációt célszerű végezni.
A szakaszos energiabevitelre alapozott kutatási tevékenység fő céljai az alábbiak:
• A témára vonatkozó szakirodalom összegyűjtése, rendszerezése, analízise, state of the art összeállítása. Az egyéb hegesztési területeken alkalmazott impulzustechnikák megismerése, a lehetséges azonosságok és eltérések feltárása.
• Optimális elektródanyag-, típus és geometria megtalálása hidegen jól alakítható acélle-mezekhez és/vagy nehezen hegeszthető, nagyszilárdságú acélhoz, alternatívaként fémbázisú kompozithoz.
• Az energetikai paraméterek (áramerősség, feszültség, teljesítmény), a mechanikai paraméter (elektróderő) és az (elektródhoz kötött) geometriai paraméter változásának feltérképezése modern vezérlővel ellátott, többféle vezérlési módra alkalmas, programozható ellenállás-hegesztőgépen.
• Módszer kidolgozása a weldability lobe felvételéhez, az elektródkopás és egyéb tényezők okozta tartomány-stabilitási problémák feltárásához és tanulmányozásához.
• A munkatartományon belüli optimális beállítás megtalálása és stabilitás-vizsgálata. Az optimalizációs célfüggvény tegye lehetővé több, egymástól akár jellegében is különböző elvárás figyelembe vételét.
• A hegesztési folyamat végeselemes analízise, az energiafolyamat optimumának megke-resése és az eredmények kísérleti ellenőrzése.
A témát gondozó tanszék: Mechanikai Technológiai Tanszék
Témavezető: Dr. Balogh András PhD, egyetemi docens
A téma ipari háttere: Hagyományos és nagyszilárdságú finomlemezeket gyártó, fel-dolgozó és hegesztő hazai kis-, közepes és nagy vállalkozások és multinacionális vállalatok, különös tekintettel az autóipari, valamint háztartási és elektronikai tömegcikkeket előállító vállalatokra.
Külföldi kapcsolatok:
1. TECNA S.p.A., BOLOGNA, Italy
2. Timperi – Trieste S.R.L., Italy, Carlo Timperi general manager
3. Otto von Guericke Magdeburgi Egyetem, Sugártechnikai Intézet, Dr. ing. habil Werner Irmer professzor,
4. University of Bath, UK, Department of Mechanical Engineering, Antony Mileham professzor és Chris Kirk, senior researcher.
Irodalom:
1. ASM Handbook, Volume 6, Welding, Brazing, and Soldering. 15th Edition ASM International, 1995.
2. Balogh, A,: Ellenálláshegesztés (Hegesztés és rokontechnológiák kézikönyv (szerkesztő: Szunyogh L.) 3. 5. fejezete), GTE, Budapest, 2007.
3. Resistance Welding Manual, Revised Fourth Edition, 2003; RWMA, Philadelphia, PA, USA
4. Zhang, H.; Senkara, J.: Resistance Welding. Fundamentals and Applications
Taylor Francis Group, 2006; Boca Raton, FL, USA
5. Páczelt, I.: Végeselem-módszer a mérnöki gyakorlatban, I. kötet, Miskolci Egyete-mi Kiadó, 1999
felvehető hallgatók száma
1 fő
helyszín
ME Mechanikai Technológiai Tanszék
jelentkezési határidő
2012-06-30