Induction kinetic welding (IKW): An innovative one-shot solid-state technique for circular joints
Notice bibliographique
Résumé
• Induction kinetic welding (IKW) concept introduced as a novel solid-state joining technology. • The IKW technique was accomplished for butt-welding of Zircaloy-4 plug to tube. • Solid-state microstructures of the IKW bond are characterized for the first time in any material. • Critical welding processing parameters were optimized as the peak temperature of 1400°C and tangential rotation of up to 60-deg. • A joining efficiency of up to 100% achieved with base metal fracture in the tube section. In this research, an innovative solid-state joining technology has been introduced for butt-welding of circular sections with dissimilar tube and rod geometries, using induction kinetic welding (IKW). This process involves using induction to preheat material before bringing the pieces together, where rapid heating to below the base metal melting temperature followed quickly by applying axial force and shear rotation at the joint interface. A homogeneous weld microstructure consisting of refined grains and minimal heat affected zone (HAZ) is formed at the contact interface. The present work demonstrates this for a specific application involving a circular plug (with a diameter of ∼13 mm) and thin-walled tube (with a diameter of ∼13.4 mm and a wall thickness of ∼0.35 mm) both consisting of Zircaloy-4. Among the IKW processing parameters, the influence of preheating temperature and rotational shear displacement angle are the most critical inputs examined. The final joint stress distribution near the peak fracture load was modelled using finite element analysis (FEA). To this end, induction heating up to the temperature of ∼1400°C followed by a frictional shear-rotation angle of 60-degrees achieved formation of a sound solid-state weld with upset and removal of oxides from the contact interface. Afterward, the microstructural characteristics across the welding line and mechanical properties of the produced weldments were examined. A joining efficiency of 100% was achieved during the tensile fracture of the tube/plug weldment where fracture of the tube base metal has been achieved.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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