Dezvoltarea unor metode si tehnici inovative de imbinare a

TIMIŞOARA
INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE
ÎN SUDURĂ ŞI ÎNCERCĂRI DE MATERIALE
Proiect PNCDI II nr. 72174 / 2008
DEZVOLTAREA UNOR METODE ŞI TEHNICI INOVATIVE DE
ÎMBINARE A MATERIALELOR ETEROGENE PRIN SUDARE PRIN
FRECARE CU ELEMENT ACTIV ROTITOR
(TIMEF)
Coordonator proiect: ISIM Timişoara
Director de proiect: Ing. Radu Cojocaru
1

TIMIŞOARA
PARTENERI ÎN CONSORŢIU:
ISIM Timişoara – Coordonator proiect
Universitatea Dunărea de Jos Galaţi, UDJ – Partener 1
Universitatea Politehnica Timişoara, UPT – Partener 2
Asociaţia de Sudură din România, ASR – Partener 3
BUGET: 1.712.000 lei
COFINANŢARE: -
INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE
ÎN SUDURĂ ŞI ÎNCERCĂRI DE MATERIALE
ADRESA WEB A PROIECTULUI (este funcţională):
http://www.isim.ro/pncdi/timef
2

TIMIŞOARA
INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE
ÎN SUDURĂ ŞI ÎNCERCĂRI DE MATERIALE
OBIECTIVUL / REZULTATUL FINAL AL PROIECTULUI:
dezvoltarea de noi cunoştinţe prin contribuţii proprii în domeniul procesării
materialelor avansate şi elaborarea unor tehnologii având un înalt grad de inovare în
vederea lărgirii posibilităţilor de implementare ale procesului de sudare prin frecare
cu element activ rotitor (Friction Stir Welding - FSW); fundamentarea sub aspect
tehnic şi economic a unor aplicaţii potenţiale ale tehnicilor inovative de procesare
FSW; valorificarea şi diseminarea pe scară largă a rezultatelor proiectului; creşterea
vizibilităţii naţionale şi internaţionale a activităţii de cercetare desfăşurate de
partenerii la proiect.
ELEMENTE DE NOUTATE ALE PROIECTULUI; ORIGINALITATE:
metode şi tehnici inovative pentru îmbinarea materialelor cu duritate mare, prin
asistarea procesului FSW printr-o sursă termică externă (WIG);
încărcarea, prin frecare cu element activ rotitor, cu unealtă consumabilă (din aliaje de
Al, Mg, Cu, etc.) a unor suprafeţe din oţel pentru îmbunătăţirea proprietăţilor
funcţionale – metodă şi tehnici de aplicare;
metodă şi echipament pentru monitorizarea procesului de sudare, respectiv încărcare
FSW, utilizând termografia în infraroşu
BENEFICIARII REZULTATELOR, POTENŢIALUL DE APLICARE ÎN ECONOMIE
agenţi economici din domenii prioritare (naval, auto, feroviar, aeronautic)
3
în România procedeul FSW nu este implementat în activităţi industriale

TIMIŞOARA
Principiul procedeului FSW
FSW
Umărul uneltei de
lucru
Forţă de apăsare suficientă
pentru menţinerea
contactului între piese
Muchia de avans a
sudurii Muchia de atac a
uneltei
Muchia de ieşire a uneltei de
lucru
INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE
ÎN SUDURĂ ŞI ÎNCERCĂRI DE MATERIALE
WIG
Linia de îmbinare
Muchia de retragere
a sudurii
Direcţia de sudare
Încărcare FSW cu unealtă consumabilă
Principiul procedeului de sudare FSW asistată WIG
4

TIMIŞOARA
INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE
ÎN SUDURĂ ŞI ÎNCERCĂRI DE MATERIALE
STADIUL DE REALIZARE A PROIECTULUI ÎN 2010
(etape conform planului de realizare din actul adiţional/2010):
Etapa I / 2010 (faza III a proiectului)
• Buget de stat: 430.505 lei
• Cofinanţare: -
• Activităţi efectuate:
- Modelarea proceselor de sudare hibridă cu aport suplimentar de căldură (FSW-WIG).
- Concepţie şi execuţie unelte de sudare specifice pentru sudare hibridă FSW-WIG.
Perfecţionare maşină FSW - execuţie sistem monitorizare proces utilizând termografia în
infraroşu şi sistem pentru sudare hibridă FSW-WIG. Elaborare manual de utilizare
- Modelarea proceselor de încărcare FSW cu straturi funcţionale
- Concepţie şi proiectare sistem control online a procesului prin monitorizarea forţelor /
momentelor (Temă de proiectare, documentaţie de execuţie, Caiet de sarcini)
-Încărcarea FSW cu straturi funcţionale (parţial). Evaluarea rezultatelor
- Actualizarea analizei documentare privind sudarea FSW
- Diseminare rezultate (program de diseminare, lucrări ştiinţifice, brevete)
-Acţiuni pentru promovarea procedeului FSW în industria românească (seminarii şi deplasări
la agenţi economici). Valorificarea rezultatelor prin aplicaţii concrete
• Achiziţii realizate: -
• Materiale: 4.000 lei
5

TIMIŞOARA
Sistem
monitorizare –
termografie în
infraroşu
Unelte
consumabile
din aliaje de
Al pentru
depuneri de
straturi
funcţionale
INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE
ÎN SUDURĂ ŞI ÎNCERCĂRI DE MATERIALE
Maşină sudare FSW
Depunere Al 5086
pe oţel S235
Sistem sudare
FSW-WIG
Unelte din
carbură
sinterizată
P20S pentru
sudare FSW-
WIG
6

TIMIŞOARA
INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE
ÎN SUDURĂ ŞI ÎNCERCĂRI DE MATERIALE
MODUL DE IMPLICARE A TINERILOR CERCETĂTORI COMPARATIV CU CELE ASUMATE
PRIN PREVEDERILE PROIECTULUI, ÎN ANEXA B :
ISIM Timişoara:
Ing. Ciucă Cristian – doctorand, cercetător ştiinţific CS în domeniul FSW; ing. Perianu Aurel
(realizarea programelor experimentale de sudare / încărcare cu straturi funcţionale); ing.
Cazacu Andrei (monitorizare proces cu camera termografică în infraroşu); ing. Marius Poşogan
(proiectare computerizată); ec. Adrian Mateescu (responsabil financiar)
UDJ Galaţi:
As. Ing. Rusu Carmen Cătălina, doctorand (studiu documentar în domeniul modelării
proceselor de sudare)
UPT Timişoara:
Ing. Bărbat Marius, Ing. Vucea Aurelia (Studiu documentar privind procesul de prelucrare prin
frecare cu element activ rotitor)
Ing. Condriuc Bogdan, doctorand (Studiu documentar privind: procesul de prelucrare prin
frecare cu element activ rotitor, modelarea proceselor de încărcare FSW cu straturi funcţionale.
Realizarea modelului geometric, discretizarea sa şi stabilirea tipurilor de frontieră
ASR România:
Ing. Puicea Alexandru, doctorand (responsabil proiect din partea ASR); Vâtcă Alina 7
(responsabil acţiuni promovare)

TIMIŞOARA
INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE
ÎN SUDURĂ ŞI ÎNCERCĂRI DE MATERIALE
INDICATORI DE REZULTAT REALIZATI IN CADRUL PROIECTULUI
Studii - 3 - sudare cu aport suplimentar de căldură; încărcare FSW; unelte
Metode - 5 - Metodologie de caracterizare a îmbinărilor sudate FSW
- Metodă pentru monitorizare proces FSW utilizând termografia în infraroşu
- Metodă pentru controlul online al procesului FSW prin monitorizarea forţelor
- Metodă sudare hibridă FSW-WIG
- Metode de încărcare cu straturi funcţionale utilizând principiul FSW
Documentaţii –8 –Documentaţii de execuţie–5, Tema de proiectare–1; Caiet de sarcini-1
Manual de utilizare (Carte tehnică)-1
Model funcţional – 2 echipamente – Sistem de monitorizare proces FSW utilizând termografia în
infraroşu; Sistem de sudare FSW-WIG; 14 unelte de sudare / încărcare FSW
Cereri înregistrare brevete de inventie 2: Nr. A01277 / 06.12.2010, Nr. A01278 / 06.12.2010
Diseminare – 35 lucrări ştiinţifice prezentate şi articole publicate (din care 7 cotate ISI,
6 indexate în baze de date internaţionale BDI şi 14 cotate B+)
- 5 lucrări ştiinţifice şi articole acceptate (din care 2 cotate ISI, 3 cotate B+)
Promovare în mediul industrial: - 142 firme la care s-au transmis materiale de promovare
- 5 seminarii în ţară destinate mediului industrial
Lucrare în tematica proiectului premiată la concursul „Promovarea sudării prin
cunoaştere”, organizat de Asociaţia de Sudură din România (ASR) în 2009.
8

TIMIŞOARA
INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE
ÎN SUDURĂ ŞI ÎNCERCĂRI DE MATERIALE
ACTIVITĂŢI PENTRU IMPLEMENTAREA ÎN INDUSTRIE
sudarea FSW la „adaosul tehnologic la învelişurile trase, din Al 2024 şi Al 7075, grosime 1,6
mm” (domeniul aeronautic)
implementarea procedeului FSW la fabricarea unor produse din profile extrudate (domeniul
aeronautic).
posibilităţi de aplicare a procedeului FSW la realizarea de panouri plane pentru anumite
categorii de materiale Al 5083 H111, oţel A-EH36 (domeniul naval)
posibilităţi de aplicare ale procedeului pentru repere specifice - realizare din profile extrudate Ω
din Al 5083 a pereţilor laterali de la vagoanele de cale ferată (domeniul feroviar)
sudare FSW a tablelor din S 235 JR+N, de grosimi 2mm şi 2,5mm (domeniul feroviar)
consultanţă şi asistenţă tehnică pentru implementarea procedeului de sudare FSW şi a utilajului
necesar (domeniul feroviar).
consultanţă pentru identificarea posibilităţilor de aplicare a FSW (pentru oţeluri carbon şi slab
aliate, oţeluri inoxidabile) în activităţile specifice (producţia de utilaje şenilate, vagoane de marfă,
etc.), dar şi în domeniul reparaţiilor unor componente din aliaje de aluminiu şi magneziu
(domeniul feroviar).
Firme interesate: Universal Alloy Corporation Europe, Dumbrăviţa, Maramureş; Avioane SA
Craiova, Electroscoica Mar Constanţa, Astra Vagoane Arad ,
Sudură din Slovenia (o aplicaţie pentru un producător de televizoare LCD)
9
, REMAR SA Paşcani, Institutul de

TIMIŞOARA
INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE
ÎN SUDURĂ ŞI ÎNCERCĂRI DE MATERIALE
ACTIVITĂŢI PREVĂZUTE A SE REALIZA ÎN ANUL 2011
Realizare sistem monitorizare forţe/momente. Program experimental pentru dezvoltarea
proceselor de sudare. Evaluarea calităţii îmbinărilor sudate. Validarea tehnologiilor de sudare
inovative. Optimizare unelte sudare. Demonstrare tehnologică pentru aplicaţii industriale.
Valorificare şi diseminare rezultate
OBIECTIVE CE VOR FI ATINSE
validarea sistemului de monitorizare utilizând termografia în infraroşu şi sistemului FSW-WIG
execuţie sistem control al procesului de sudare prin monitorizarea forţelor/momentelor.
program experimental pentru stabilirea posibilităţilor de aplicare a procedeului hibrid FSW-WIG
(materiale, parametrii de proces, unelte de sudare, aplicaţii industriale);
metode de evaluare a calităţii îmbinărilor sudate, respectiv straturilor funcţionale depuse;
caracterizarea calităţii îmbinărilor sudate FSW-WIG, respectiv a straturilor funcţionale depuse
optimizarea formei, dimensiunii, materialului şi modului de deplasare al uneltei de sudare,
respectiv uneltei consumabile pentru diferite tipuri de materiale de procesat;
parametrii tehnologici optimizaţi -sudare FSW-WIG, respectiv depunere de straturi funcţionale
demonstrare tehnologică pentru aplicaţii industriale. Fundamentarea sub aspect tehnic şi
economic a unor aplicaţii potenţiale ale tehnicilor inovative de procesare FSW;
valorificarea şi diseminarea pe scară largă a rezultatelor proiectului, creşterea vizibilităţii
naţionale şi internaţionale a activităţii de cercetare desfăşurate de partenerii la proiect (minim 6
lucrări ştiinţifice, 2 cereri de brevet de invenţie, 1 carte).
ESTIMAREA NECESARULUI DE FINANŢARE PENTRU 2011: 1.112.694 lei
10