Υβριδική συγκόλληση δια τριβής με ανάδευση υποβοηθούμενη από τόξο υπό προστασία αερίου (GTAW) - Κουτσούκος, Γιώργος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θαλάσσιων Κατασκευών. Εργαστήριο Ναυπηγικής Τεχνολογίας, 2015)
Η παρούσα εργασία αφορά στη μελέτη της Υβριδικής Συγκόλλησης Δια Τριβής με Ανάδευση (FSW), υποβοηθούμενης από ηλεκτρικό τόξο Βολφραμίου υπό την προστασία Αδρανούς Αερίου (GTAW). Το τόξο λειτουργεί μπροστά από την κεφαλή συγκόλλησης FSW, κυρίως ως μέσο προθέρμανσης των δοκιμίων, ενώ η συγκόλληση πραγματοποιείται με το πέρας της κεφαλής FSW. Η πρόσδοση θερμότητας μέσω του τόξου, μαλακώνει το υλικό επιτρέποντας στη μηχανή FSW να λειτουργήσει σε χαμηλότερο φορτίο, ενώ δίνει την δυνατότητα επίτευξης υψηλότερων ταχυτήτων συγκόλλησης. Στην παρούσα πειραματική μελέτη, ως υλικό συγκόλλησης χρησιμοποιήθηκε κράμα αλουμινίου 5083-H111, σε ελάσματα πάχους έξι χιλιοστών (6 mm). Η μηχανή υβριδικής συγκόλλησης αποτελείται από μια κατάλληλα τροποποιημένη φρέζα στην οποία προσαρμόζονται κατάλληλες κεφαλές συγκόλλησης, και λειτουργεί ως μηχανή συγκόλλησης Δια Τριβής με Ανάδευση, και μια μηχανή συγκόλλησης GTAW, η οποία προσαρμόζεται πάνω στη φρέζα, μέσω μαγνητικού βραχίονα. Πραγματοποιήθηκαν υβριδικές συγκολλήσεις δια τριβής με ανάδευση υποβοηθούμενης από τόξο GTAW σε ελάσματα αλουμινίου Al5083-H111. Συνολικά διεξήχθησαν δώδεκα (12) πειράματα, από τα οποία αποδεκτές συγκολλήσεις έδωσαν τα δύο (2). Οι υβριδικές συγκολλήσεις εμφανίζουν παρόμοια μικροδομή με τις συγκολλήσεις FSW, παρουσιάζοντας κοινά χαρακτηριστικά όπως το flow arm και η ανάπτυξη δακτυλίων τύπου onion rings. Οι διάφορες ζώνες της συγκόλλησης φαίνονται ξεκάθαρα, και η αυξημένη πρόσδοση θερμότητας μέσω του τόξου μαλακώνει το υλικό αυξάνοντας την πλαστική του ροή κατά την ανάδευση, ενώ δεν παρατηρείται διαφορά στις περιοχές που έχουν δεχθεί πλαστική παραμόρφωση, με τους κόκκους να ακολουθούν τον ίδιο προσανατολισμό με τις συγκολλήσεις FSW.  Η επίδραση του τόξου είναι εμφανέστερη στην περιοχή κοντά στην επιφάνεια της συγκόλλησης, όπου ο συνδυασμός της θερμότητας που προσφέρεται μέσω της περιστροφής του περιαυχενίου και της θερμότητας που προσφέρεται μέσω του τόξου, μεταβάλλουν τη μικροδομή της περιοχής. Συγκεκριμένα, η μεγάλη αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί τοπική τήξη κοντά στη επιφάνεια και δυναμική ανακρυστάλλωση των κόκκων του υλικού στις χαμηλότερες περιοχές, με αποτέλεσμα την ανάπτυξη λεπτότερης μικροδομής. Τέλος οι υβριδικές συγκολλήσεις παρουσιάζουν υψηλότερη σκληρότητα στη Ζώνη Ανάδευσης, λόγω της λεπτότερης κοκκομετρίας.