Automatic Welding, 2015, №07



2015 №07 (02)

2015 №07 (04)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 7, 2015, с. 18-23
 

Некоторые преимущества стыковых соединений тонколистовых деформируемых алюминиевых сплавов АМг5М и АМг6М, полученных сваркой трением с перемешиванием, по сравнению с ТИГ

А.Г. Покляцкий, И.Н. Клочков, С.И. Мотрунич

ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Проведены сравнительные исследования микроструктуры, степени разупрочнения, предела прочности, склонности к зарождению и распространению трещин и сопротивления усталости сварных соединений деформируемых алюминиевых сплавов АМг5М и АМг6М толщиной 1,8 мм, полученных аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом и трением с перемешиванием, а также уровней возникающих в них остаточных продольных напряжений. Показано, что применение сварки трением с перемешиванием обеспечивает формирование неразъемного соединения с минимальным уровнем концентрации напряжений в местах перехода от шва к основному материалу и позволяет избежать в швах дефектов в виде пор, макровключений оксидной плены и горячих трещин, обусловленных расплавлением и кристаллизацией металла при сварке плавлением. В результате интенсивной пластической деформации металла под буртом инструмента и в ядре шва формируется однородная дезориентированная структура с размером зерен 3…4 мкм и дисперсными (не более 1 мкм) фазовыми выделениями, а на прилегающих участках происходит удлинение и искривление зерен в направлении перемещения пластифицированного металла. Благодаря этому повышаются твердость металла в зоне соединения, предел прочности образцов при одноосном растяжении, их усталостная прочность и склонность к зарождению и распространению трещин. Снижение температуры нагрева свариваемых кромок обеспечивает уменьшение максимального уровня растягивающих остаточных продольных напряжений в сварных соединениях на 25 % по сравнению с аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом. Библиогр. 16, рис. 8.
 
Ключевые слова: сварка трением с перемешиванием, алюминиевые сплавы, твердость, микроструктура, предел прочности, усталость
 
Поступила в редакцию 23.03.2015
Подписано в печать 25.06.2015
 
1. Белецкий В.М., Кривов Г.А. Алюминиевые сплавы (Состав, свойства, технология, применение) Справочник / Под общ. ред. И.Н. Фридляндера – Киев: КОМ ИНТЕ Х, 2005. – 365 с.
2. Рабкин Д.М., Лозовская А.В., Склабинская И.Е. Металловедение сварки алюминия и его сплавов. – Киев: Наук. думка, 1992. – 160 с.
3. Машин В.С., Покляцкий А.Г., Федорчук В.Е. Механические свойства соединений алюминиевых сплавов при сварке плавящимся и неплавящимся электродом // Автомат. сварка. – 2005. – № 9. – С. 43–49.
4. Покляцкий А.Г. Особенности образования макровключений оксидной плены в металле швов алюминиевых сплавов (Обзор) // Там же. – 2001. – № 3. – С. 38–40.
5. А. c. 195846 СССР МПК В 23 к 35/02. Способ сварки металлов трением / Ю.В. Клименко. – Заявл. 09.11.1965;
Опубл. 04.05.1967. Бюл. № 10.
6. Int. Pat. Application № PCT/GB 92/02203; GB Pat. Application № 9125978.8. Friction Stir Butt Welding / Thomas W.M., Nicholas E.D., Needham J.C. et al. – Publ. 1991.
7. Shibayanagi T. Microstructural aspects in friction stir welding // J. of Japan Institute of Light Metals. – 2007. – № 9. – P. 416–23.
8. Pietras A., Zadroga L. Rozwoj metody zdrzewania tarciowego z mieszaniem materialu zgrzeiny (FSW) i mozliwosci jej zastosowania // Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach. – 2003. – № 5. – Р. 148–154.
9. Sato Y. Relationship between Mechanical Properties and Microstructure in Friction Stir Welded Al alloys // J. of the Japan Welding Soc. – 2002. – №8. – P. 33-36.
10. Larsson H., Karlsson L., Svensson L. Friction Stir welding of AA5083 and AA6082 aluminium alloys // Svetsaren. – 2000. – № 2. – P. 6–10.
11. Kluken A., Ranes M. Aluminium bridge constructions – welding technology and fatigue properties // Ibid. – 1995. – № 3. – P. 13–15.
12. Ericsson M., Sandstrom R. Influence of melding speed on the fatigue of friction stir welds, and comparison with MIG and TIG // Intern. J. of Fatigue. – 2003. – № 25. – P. 1379–1387.
13. Lanciotti A., Vitali F. Characterization of friction welded joints in aluminium alloy 6082-T6 plates // Welding International. – 2003. – № 8. – P. 624–630.
14. Jata K.V., Sankaran K.K., Ruschau J.J. Friction stir welding effects on microstructure and fatigue of aluminum alloy 7050-T7451 // Metallurgical Transactions. – 2000. – Vol. 31A. – P. 2181–2192.
15. Пат. 54096 Україна, МП К В23К 20/12. Інструмент для зварювання тертям з перемішуванням алюмінієвих сплавів / А.Я. Іщенко, А.Г. Покляцький; заявник і патентовласник ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. – № u201005315; заяв. 30.04.2010; опубл. 25.10.2010, Бюл. № 20.
16. Покляцкий А.Г. Стойкость швов тонколистовых алюминиевых сплавов против зарождения и распространения эксплуатационных трещин // Автомат. сварка. – 2011. – № 10. – С. 7–11.
'>Дмитрик В.В., Царюк А.К., Коник А.И. Карбидные фазы и повреждаемость сварных соединений в условиях ползучести // Автомат. сварка. – 2008. – № 3. – С. 39–43.