Автоматичне зварювання, 2023, №05



2023 №05 (01)

DOI of Article 10.37434/as2023.05.02

2023 №05 (03)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 5, 2023, с. 18-26

Механічні властивості та структурні особливості стикових з’єднань, отриманих при ЗТП алюмінієвих сплавів різних систем легування

А.Г. Покляцький¹, С.І. Мотруніч¹, В.Є. Федорчук¹, Ю.В. Фальченко¹, М. Cагул²

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²Чеський технічний університет, 16636, м. Прага, Чеська Республіка.

У статті викладено результати дослідження міцності, твердості та структури стикових з’єднань алюмінієвих сплавів різних систем легування, отриманих зварюванням тертям з перемішуванням (ЗТП). Показано, що цей процес дозволяє отримувати якісні з’єднання алюмінієвих сплавів різних систем легування як в однойменному, так і в різнойменному поєднаннях. Причому це стосується не тільки алюмінієвих сплавів, виготовлених за стандартною технологічною схемою методом лиття, але й гранульованих сплавів, які містять пересичений твердий розчин важкоплавких перехідних металів, отриманих з використанням порошкової металургії. Встановлено, що міцність зварних з’єднань, отриманих при ЗТП алюмінієвих сплавів, залежить від хімічних складів та механічних властивостей цих сплавів. Максимальну межу міцності мають зварні з’єднання високоміцних сплавів 1995 (483 МПа), 1963 (473 МПа) і Д16 (441 МПа), що обумовлено незначним ступенем розміцнення металу в зоні термомеханічного впливу (ЗТМВ), де і відбувається руйнування зразків при статичному розтягуванні. Руйнування зразків зварних з’єднань різнойменних алюмінієвих сплавів також відбувається в цій зоні або на її межі з зоною термічного впливу (ЗТВ) зі сторони сплаву з нижчою міцністю. При цьому межа їх міцності знаходиться на рівні з’єднань відповідних однойменних сплавів. Показано, що в результаті інтенсивної пластичної деформації металу при ЗТП різних алюмінієвих сплавів у зоні формування нероз’ємного з’єднання в ядрі шва утворюються зерна практично глобулярної форми, розмір яких не перевищує 4…6 мкм. При зварюванні гранульованих сплавів пересичений твердий розчин у гранулах зберігається, відбувається тільки їх механічне подрібнення, внаслідок чого ядро шва має дрібнодисперсну щільну структуру, а гранули, що містять пересичений твердий розчин важкоплавких перехідних металів, рівномірно розподіляються по всьому об’єму матриці в металі шва. Бібліогр. 12, табл. 4, рис. 8.
Ключові слова: алюмінієві сплави, зварювання тертям з перемішуванням, твердість, міцність, структура


Надійшла до редакції 21.03.2023

Список літератури

1. Ищенко А.Я., Лабур Т.М. (2013) Сварка современных конструкций из алюминиевых сплавов. Киев, Наукова думка. ISBN 978-966-00-1258-5.
2. Ищенко А.Я., Лабур Т.М., Бернадский В.М., Маковецкая О.К. (2006) Алюминий и его сплавы в современных сварных конструкциях. Киев, Экотехнология. ISBN 966-8409-14-0.
3. Белецкий В.М., Кривов Г.А. (2005) Алюминиевые сплавы (Состав, свойства, технология, применение) Справочник. Фридляндер И.Н. (ред.). Киев, КОМИНТЕХ. ISBN 966-8550-25-0.
4. Рябов В.Р., Павленко Ю.В. (1991) Сварка композиционных материалов (Обзор). Автоматическая сварка, 3, 46–56.
5. Ищенко А.Я., Харченко Г.К., Фальченко Ю.В. и др. (2006) Твердофазное соединение в вакууме дисперсно-упрочненных композиционных материалов. Сб.: Наносистемы, наноматериалы, нанотехнологии, 3, 747–756.
6. Yasuhiro, Uetani, Ryotaro, Nagata, Hidetoshi, Takadi et al. (2007) Effect of Granule Size in Semi-Solid Slurry on Rheo-Extrusion of A7075 Aluminum Alloy. Materials Science Forum (Volumes 561-565), 291–294. DOI: https://doi. org/10.4028/www.scientific.net/MSF.561-565.291
7. Guojiang, Dong, Changcai, Zhao, Yaxin, Peng, Ying, Li (2015) Hot granules medium pressure forming process of AA7075 conical parts/ Chinese Journal of Mechanical Enjineering (Volume 28), 580–591. DOI: https://doi. org/10.3901/CJME.2015.0217.019
8. Inoue, A., Kimura, H. (2000) High-strength aluminium alloys containing nano-quasicrystalline particles. Mater. Scien. And Eng. 1, 1–10.
9. Milman, Yu.V., Sirko, A.I., Yefimov, M.O. et al. (2006) Highstrength alloys reinforced by nanosize quasi-crystalline particles for elevated temperature application. High-Temperature materials and processes, 1-2, 19–29.
10. Poklyatsky, A.G., Ishchenko, A.Ya., Fedorchuk, V.E. (2011) Friction stir welding of composite, granulated and quasicrystalline aluminium alloys. TPWG, 7, 2–7.
11. Мільман Ю.В., Захарова Н.П., Єфімов М.О. та ін. (2019) Структура та механічні властивості зварних з’єднань сплавів системи Al–Cr–Fe–Ti, що містять квазікристалічну фазу. Электронная микроскопия и прочность материалов, 25, 17–26.
12. Іщенко А.Я., Покляцький А.Г. (2010) Інструмент для зварювання тертям з перемішуванням алюмінієвих сплавів. Пат. 54096 Україна, МПК В23К 20/12; заявник і патентовласник ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. № u201005315; заяв. 30.04.2010; опубл. 25.10.2010, Бюл. № 20.

---

Реклама в цьому номері:

---