Evaluation of drawability of titanium welded sheets

In the paper experimental and numerical results of sheet-metal forming of titanium welded blanks are presented. Commercially pure titanium Grade 2 (Gr 2) and Ti6Al4V titanium alloy (Gr 5) are tested. Forming the spherical cups from the welded Gr 2 || Gr 5 blanks, and uniform Gr 2 and Gr 5 blanks is analysed. Numerical simulations were performed using the PamStamp 2G v2012 program based on the finite element method (FEM). Additionally, drawability tests using the tool consisting of die, hemispherical punch and blank-holder were carried out. Thickness changes and plastic strain distributions in the deformed material are analysed. The obtained results show some difficulties occurring during forming of the welded blanks made of titanium sheets at the same thicknesses but at different grades. It provide important information about the process course and might be useful in design and optimization of the sheet-titanium forming process.

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych oraz symulacji numerycznych procesu tłoczenia spawanych wsadów typu Tailor-Welded Blanks wykonanych z blach tytanowych. Przeprowadzono analizę procesu kształtowania czaszy kulistej z wsadu spawanego oraz z materiałów jednorodnych: Grade 2 i Grade 5. Obliczenia numeryczne przeprowadzono przy użyciu programu PamStamp. Dodatkowo przeprowadzono próby tłoczności (próby wybrzuszania stemplem sferycznym) przy zastosowaniu specjalnie przygotowanego narzędzia składającego się z matrycy, półkulistego stempla oraz pierścienia dociskowego. Dokonano oceny rozkładów odkształceń plastycznych w materiale wytłoczek oraz zmian grubości scianek wytłoczek. Uzyskane wyniki wskazują na trudności występujące podczas kształtowania tytanowych blach spawanych oraz dostarczają informacji o przebiegu tego typu procesu. Tym samym uzyskane wyniki mogą być przydatne na etapie projektowania i optymalizacji procesów tłoczenia.