Wpływ spawania wiązką elektronów na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne złączy stopów AlMgSi(Cu)

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

PDF (English) PDF
Opublikowane: mar 14, 2026
DOI: https://doi.org/10.26628/simp.wtr.v98.1196.3-14
Słowa kluczowe:
joining, EBW, 6xxx, aluminum

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Sonia Boczkal
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metali Nieżelaznych; Centrum Metali Lekkich, ul. Pilsudskiego 19, 32-050 Skawina, Polska
https://orcid.org/0000-0002-3421-4723
Bartłomiej Płonka
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metali Nieżelaznych; Centrum Metali Lekkich, ul. Pilsudskiego 19, 32-050 Skawina, Polska
https://orcid.org/0000-0002-3573-1212
Joanna Hrabia-Wiśnios
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metali Nieżelaznych; Centrum Metali Lekkich, ul. Pilsudskiego 19, 32-050 Skawina, Polska
https://orcid.org/0000-0002-7554-8893
Monika Mitka
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metali Nieżelaznych; Centrum Metali Lekkich, ul. Pilsudskiego 19, 32-050 Skawina, Polska
https://orcid.org/0000-0002-7737-1964
Marek St. Węglowski
Ennecor Sp. z o.o., ul. Wincentego Pola 27, 44-100 Gliwice
https://orcid.org/0000-0002-7082-0069
Piotr Śliwiński
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny, Centrum Spawalnictwa, ul. Karola Miarki 12-14., 44-100 Gliwice, Poland
https://orcid.org/0000-0002-7496-8458
Paweł Pogorzelski
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny, Centrum Spawalnictwa, ul. Karola Miarki 12-14., 44-100 Gliwice, Poland
https://orcid.org/0009-0000-6944-9701
Marcin Fiołka
Ennecor Sp. z o.o., ul. Wincentego Pola 27, 44-100 Gliwice
https://orcid.org/0009-0005-8358-9088
Krzysztof Fiołka
Ennecor Sp. z o.o., ul. Wincentego Pola 27, 44-100 Gliwice
https://orcid.org/0009-0009-8952-2019

Abstrakt

Spawanie wiązką elektronów (EBW- ang. Electron Beam Welding) jest odpowiednim procesem spawania dla wielu gatunków stopów aluminium. W niniejszym artykule omówiono wpływ parametrów technologicznych EBW na właściwości złączy spawanych AlSiMg(Cu). Przeprowadzono analizy SEM i EDS w celu zbadania wpływu pierwiastków stopowych, a także parametrów procesu EBW na właściwości złączy spawanych. Przeprowadzone eksperymenty wykazały, że zastosowanie EB może zapewnić spoiny o wysokiej jakości. Nie zaobserwowano porowatości ani pęknięć. Prędkość spawania 2000 mm/min skutkowała wąską szerokością spoin dla wszystkich stopów. W porównaniu z innymi stopami nastąpiło poważne pogorszenie właściwości mechanicznych z powodu zmiękczenia w strefie wtopienia wynikającego z rozpuszczenia wydzieleń wzmacniających w metalu spoiny i SWC, takie pogorszenie występuje w zakresie AlSiMg(Cu) 81-99% materiału podstawowego. Wyniki wykazały wzrost mikrotwardości w strefie wpływu ciepła (HAZ) dla wszystkich złączy spawanych do 116 HV1 (stop 3B) oraz wytrzymałości dla tego samego stopu do 275 MPa (materiał bazowy 277 MPa). Maksymalna wydajność połączenia wynosi 99%. Jednakże próby gięcia wykazały występowanie pęknięć do 3,5 mm.

Pobrania

Brak dostępnych danych do wyświetlenia.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Jak cytować
[1]
S. Boczkal, „Wpływ spawania wiązką elektronów na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne złączy stopów AlMgSi(Cu)”, Weld. Tech. Rev., t. 98, s. 3–14, mar. 2026.
Numer
Tom 98 (2026): WELDING TECHNOLOGY REVIEW
Dział
Original Articles
Creative Commons License

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe.

Creative Commons CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Artykuły czasopisma Welding Technology Review (Przegląd Spawalnictwa) publikowane są w otwartym dostępie na licencji CC BY (licencja Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe). Licencja CC BY jest najbardziej otwartą dostępną licencją i uważaną za „złoty standard” w formule otwartego dostępu; jest również preferowany przez wielu fundatorów badań. Licencja ta umożliwia czytelnikom kopiowanie i redystrybucję materiału na dowolnym nośniku i w dowolnym formacie, a także zmienianie, przekształcanie lub budowanie na nim materiału, w tym do użytku komercyjnego, pod warunkiem wskazania oryginalnego autora.

Bibliografia

1. Wang L, Makhlouf M, Apelian D. Aluminium die casting alloys: alloy composition and microstructure, and properties –preformence relationship. Int Mater Reviews. 1995, 40, 221-238, https://doi.org/10.1179/imr.1995.40.6.221.

2. Shabestari SG, Moemeni H. Effect of copper and solidification conditions on the microstructure and mechanical properties of Al-Si-Mg alloys. J Manuf Process. 2004, 153-154, 193-198, https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2004.04.302.

3. Li YJ, Brusethaug S, Olsen A. Influence of Cu on the mechanical properties and precipitation behaviour of AlSi7Mg0.5 alloy during aging treatment. Scripta Mater. 2006, 54, 99-103, https://doi:10.1016/j.scriptamat.2005.08.044.

4. Marioara CD, Andersen SJ, Stene TN, Hasting H, Walmsley J, Van Helvoort ATJ, Holmestad R. The effect of Cu on precipitation in Al–Mg–Si alloys. Philos Mag. 2007, 87, 3385-3413, https://doi.org/10.1080/14786430701287377.

5. Płonka B, Żyłka K, Remsak K, Rajda M, Zdunek J, Moszczyńska D. Influence of copper content on the structure and properties of aluminium alloys. Arch Civ Mech Eng. 2024, 24, 8, https://doi.org/10.1007/s43452-023-00811-7

6. Wang Z, Dong L, Hu B, Chen B. The Effect of Cu Addition on Corrosion Resistance of Al-Si-Mg-Cr Alloy. Metals. 2023, 13(4), 795, https://doi.org/10.3390/met13040795.

7. Volker A, Uwe C, Dietrich D, Krüssel T, Löwer T. Book Chapter. In Electron beam welding. The fundamentals of a fascinating technology. Probeam AG&Co: Germany, Gilching, 2011; p. 30-31.

8. Hosseini SA, Abdollah-zadeh A, Naffakh-Moosavy H, Mehri A. Elimination of hot cracking in the electron beam welding of AA2024-T351 by controlling the welding speed and heat input. J Manuf Process. 2019, 46, 147-158, https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2019.09.003

9. Sahul M, Sahul M, Kritikos M, Vyskoč M. The effect of electron beam oscillation on the porosity of third-generation AW2099 aluminium lithium alloy welded joints. Mater Lett. 2023, 339, 134093, https://doi.org/10.1016/j.matlet.2023.134093.

10. Zhao L, Wang S, Jin Y, Chen Y. Microstructural characterization and mechanical performance of Al – Cu – Li alloy electron beam welded joint. Aerosp Sci Technol. 2018, 82-83, 61-69 https://doi.org/10.1016/j.ast.2018.08.030.

11. Eskin D, Katgerman L, Mooney JF. Contraction of aluminum alloys during and after solidification. Metall Mater Trans A. 2004, 35, 1325-1335, https://doi.org/10.1007/s11661-004-0307-1.

12. Yanga Z, Fanga H, Jinb K, Hea J, Gec W, Yanc W. Modeling of microstructure evolution coupled with molten pool oscillation during electron beam welding of an Al-Cu alloy. Int J Heat Mass Tran. 2022, 189, 122735, https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2022.122735.

13. Yang Z, He J. Numerical investigation on fluid transport phenomena in electron beam welding of aluminum alloy: Effect of the focus position and incident beam angle on the molten pool behaviour. Int J Therm Sci. 2021, 164, 106914, https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2021.106914.

14. Kim S, Jeong Y, Park J, Lee Y. Fundamental study on electron beam weld sections and strengths using AA6061-T6 aluminum alloy plate. J Mech Sci Technol. 2013, 27, 2935-2940, https://doi.org/10.1007/s12206-013-0806-3.

15. Alexopoulos ND, Examilioti TN, Stergiou V, Kourkoulis SK. Tensile mechanical performance of electron-beam welded joints from aluminum alloy (Al-Mg-Si) 6156. Procedia Structural Integrity. 2016, 3539-3545. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2016.06.441.

16. Yost T, Liu S. Effects of select parameters on electron beam welding of AL6061-T6 alloy DOC. IV-1243-15. Technical Report of International Welding Institute. 2015.

17. El-Batahgy A, Kutsuna M. Laser Beam Welding of AA5052, AA5083, and AA6061 Aluminum Alloys. Adv Mater Sci Eng, 2009, 1-9, https://doi.org/10.1155/2009/974182.

18. Chakrabarti DJ, Peng Y, Laughlin DE. Precipitation in Al-Mg-Si alloys with Cu additions and the role of the Q’ and related phases. Mater Sci Forum. 2002, 396-402, 857-862, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.396-402.857.

19. Sagalowicz L, Hug G, Bechet D, Sainfort P, Lapasset G. A study of the structural precipitation in the AI, Mg, Si system. Proc. of the 4th International Conference on Aluminum Alloys, ed. Sanders T.H. Jr, Starke E.A. Jr, Atlanta, Georgia Institute of Technology, 1994.

20. Hayat F. Electron beam welding of 7075 aluminum alloy: Microstructure and fracture properties. Eng Sci Technol Int J. 2022, 34, 101093; https://doi.org/10.1016/j.jestch.2022.101093.

21. Azadi Chegeni A, Kapranos P. An experimental evaluation of electron beam welded thixoformed 7075 aluminum alloy plate material. Metals. 2017, 7, 569, https://doi.org/10.3390/met7120569.

22. Balasubramanian V, Ravisankar V, Reddy GM. Reddy Effect of pulsed current and post weld aging treatment on tensile properties of argon arc welded high strength aluminium alloy. Mater. Sci. Eng. A. 2007. 459(1-2), 19-34, https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.12.125.

23. International Organization for Standardization. EN-ISO 15614-11 Specification and qualification of welding procedures for metallic materials. Welding procedure test. Part 11: Electron and laser beam welding.