Автоматическая сварка, 2017, №04



2017 №04 (03)

DOI of Article 10.15407/as2017.04.04

2017 №04 (05)

---

Автоматическая сварка, № 4, 2017, с. 21-24
 

Физико-механические свойства стыковых соединений тонколистового алюминиевого сплава Д16, полученных сваркой трением с перемешиванием

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

ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Выполнен комплекс исследований по изучению прочностных характеристик сварных стыковых соединений конструкционного алюминиевого сплава Д16 толщиной 2 мм, полученных сваркой трением с перемешиванием. 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 образования 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 в шве формируется однородная дезориентированная структура с размером зерен 3...4 мкм и дисперсными фазовыми выделениями не более 1 мкм, а на прилегающих к нему участках в зоне термомеханического воздействия происходит удлинение и искривление зерен в направлении перемещения пластифицированного металла. Благодаря этому повышаются твердость металла в зоне соединения, предел прочности при одноосном растяжении и усталостная прочность при циклических нагрузках. Библиогр. 11, рис. 6.
 
Ключевые слова: сварка трением с перемешиванием, алюминиевый сплав Д16, твердость, предел прочности, сопротивление усталости
 
Поступила в редакцию 20.02.2017
Подписано в печать 30.03.2017
 
А. Г. Покляцький, С. І. Мотруніч, І. М. Клочков
ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України. 03680, м. Київ-150, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Фізико-механічні властивості стикових з’єднань тонколистового алюмінієвого сплаву Д16, отриманих зварюванням тертям з перемішуванням
 
Виконано комплекс досліджень з вивчення міцності зварних стикових з’єднань конструкційного алюмінієвого сплаву Д16 товщиною 2 мм, отриманих зварюванням тертям з перемішуванням. Показано, що застосування зварювання тертям з перемішуванням забезпечує формування нероз’ємного з’єднання з мінімальним рівнем концентрації напружень в місцях переходу від шва до основного матеріалу і дозволяє уникнути утворення у швах дефектів у вигляді пор, макровключень оксидної плени та гарячих тріщин, обумовлених розплавленням і кристалізацією металу під час зварювання плавленням. В результаті інтенсивної пластичної деформації металу у шві формується однорідна дезорієнтована структура з розміром зерен 3...4 мкм і дисперсними фазовими виділеннями не більше 1 мкм, а на прилеглих до нього ділянках в зоні термомеханічного впливу відбувається подовження та викривлення зерен у напряму переміщення пластифікованого металу. Завдяки цьому підвищуються твердість металу в зоні з’єднання, межа міцності при одновісному розтягу та втомна міцність при циклічних навантаженнях. Бібліогр. 11, рис. 6.
 
Ключові слова: зварювання тертям з перемішуванням, алюмінієвий сплав Д16, твердість, межа міцності, опір втомі
 

1. Фридляндер И. Н. Алюминиевые сплавы в летательных аппаратах в периоды 1970–2000 и 2001–2015 гг. // Технология легких сплавов. – 2002. – № 4. – С. 12–17.
2. Швечков Е. И., Захаров В. В., Ростова Т. Д. К вопросу о выборе марки алюминиевого сплава для обшивочных листов // Там же. – 2003. – № 1. – С. 17–21.
3. Алюминиевые сплавы (состав, свойства, технология, применение). Справочник / В. М. Белецкий, Г. А. Кривов; под общ. ред. акад. РАН И. Н. Фридляндера – К.: КОМИНТЕХ , 2005. – 365 с.
4. Friction Stir Butt Welding: Int. Pat. Application № PCT/GB 92/02203; GB Pat. Application № 9125978.8. – Publ. 1991.
5. Pietras A., Zadroga L. Rozwoj metody zdrzewania tarciowego z mieszaniem materialu zgrzeiny (FSW) i mozliwosci jej zastosowania // Biuletyn Instytutu Spawalnictwa. – 2003. – № 5. – Р. 148–154.
6. Defalco J. Friction Stir Welding VS. Fusion Welding // Welding Journal. – 2006. – № 3. – P. 42–44.
7. Enomoto M. Friction Stir Welding: research and industrial applications // Welding International. – 2003. – № 5. – P. 341–345.
8. Sato Y. Relationship between Mechanical Properties and Microstructure in Friction Stir Welded Al alloys // Journal of the Japan Welding Society. – 2002. – № 8. – P. 33–36.
9. Shibayanagi T. Microstructural aspects in friction stir welding // Journal of Japan Institute of Light Metals. – 2007. – № 9. – P. 416–423.
10. Інструмент для зварювання тертям з перемішуванням алюмінієвих сплавів: пат. 54096 Україна, МП К В23К 20/12; заявник і патентовласник ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України. – № u 2010 05315; заяв. 30.04.2010; опубл. 25.10.2010, Бюл. № 20.
11. Покляцкий А. Г. Особенности образования макровключений оксидной плены в металле швов алюминиевых сплавов (Обзор) // Автоматическая сварка. – 2001. – № 3. – С. 38–40.