Application of the HYB (Hybrid Metal Extrusion & Bonding) Process for lap Joining of Aluminium and Steel

Abstract

Det originale målet med denne oppgaven var å teste and aluminium-stål «lap-weld» som er laget med «hybrid metal extrusion & bonding» (HYB). Men på grunn av COVID-19 pandemien som førte til stenging av universitetets lab-fasiliteter, så kunne ikke testingen gjennomføres. Underveis i planleggingen av testene så dukket det opp noen problemer. En standardisert geometri eksisterer ikke for strekkprøving av sveiste «lap joints», og HYB «lap-weld» har en geometri og materialkonfigurasjon som skaper problemer med å gjennomføre en strekkprøve-test som gir tilstrekkelige resultater. Lagde derfor FE-modell av HYB «lap-joint» og tre andre modeller med forskjellig geometri. Dette var for å analysere effekten geometriske parametere har på testresultatet. Evaluerte også forskjellige materialkonfigurasjoner for å se effekten av å endre grunnmaterialet fra stål til aluminium. Simuleringsresultatene viser liten forskjell i reaksjonskraft, men spenning og deformasjoner viser andre resultater. Simuleringene indikerer at forskjellige resultater kan forventes fra strekkprøve-«specimens» som ikke er like i geometri og material. HyBond AS burde derfor vurdere å produsere en ny «lap-weld» med spesifikasjoner som sammenfaller med standarder.

The original scope for this thesis was to test an aluminium-steel lap weld made with hybrid metal extrusion & bonding (HYB). However, due to the COVID-19 pandemic and the subsequent closing of the university’s lab facilities, this testing was no longer possible. During the planning of the tests, some problems became apparent. A standardized geometry for shear-tensile testing of welded lap joints does not exist, and the HYB lap-weld have a geometry and material configuration that creates difficulties conducting a shear-tensile test that gives sufficient results. Therefore, a finite element model of an HYB lap-joint and three other models with different geometry were made. This was to analyze the effects that different geometrical parameters have on the test result. In addition, different material configurations were evaluated in order to see the effect of changing the base material from steel to aluminium. The simulation results show little difference in the reaction force, however different results are seen in the deformations and stresses. The simulations indicate that different results can be expected from tensile-test specimens that are not similar in geometry and material. HyBond AS should, therefore, consider producing a new lap-weld, with specifications that coincide with standards.