Автоматическая сварка, 2013, №01



2013 №01 (05)

2013 №01 (07)

---

«Автоматическая сварка», 2013, № 1, с. 29-34
 

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СВАРКИ ТРЕНИЕМ НА СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ3-1

А. Г. СЕЛИВЕРСТОВ¹, Ю. М. ТКАЧЕНКО², Р. А. КУЛИКОВСКИЙ², В. И. БРАГИНЕЦ³, И. В. ЗЯХОР⁴

¹ОАО «Мотор Сич». Украина, г. Запорожье, просп. Моторостроителей, 15;
²Запорожский национальный университет МОН Украины. 69063, г. Запорожье, ул. Жуковского, 64;
³НИЦ плазменных технологий Института электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 69068, г. Запорожье, ул. Уральская, 3;
⁴Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
 
Реферат
Представлены результаты исследований формирования соединений при сварке трением (СТ) титанового сплава ВТ3-1, который используется в конструкции осевого компрессора авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). Цель работы состояла в оптимизации режима СТ сплава ВТ3-1, исходя из возможности ее реализации на современном оборудовании для линейной сварки трением (ЛСТ) применительно к изготовлению и ремонту моноколес ГТД, так называемых блисков. Определение оптимальных значений параметров режима СТ выполняли на основе результатов механических испытаний на разрыв, металлографических исследований и измерения микротвердости сварных соединений, полученных при СТ на воздухе и в защитной газовой среде (аргоне). Установлено, что при СТ сплава ВТ3-1 получение качественных (бездефектных) соединений возможно в широком диапазоне изменения технологических параметров при условии обеспечения заданного значения суммарной осадки при сварке. Показатели прочности соединений превышают соответствующие показатели для основного металла сплава ВТ3-1. В результате интенсивной термомеханической деформации при температурах, превышающих температуру (?-перехода сплава ВТ3-1 и быстрого охлаждения после СТ, металл в зоне соединения имеет мелкозернистую динамически рекристаллизованную структуру и повышенную твердость. На основе полученных результатов оптимизирован режим СТ титанового сплава BT3-1 при сравнительно низкой линейной скорости относительного перемещения заготовок, которая технически достижима при ЛСТ титановых сплавов на современном оборудовании. Библиогр. 22, табл. 1, рис. 6.
 
 
Ключевые слова: сварка трением, титановые сплавы, механические свойства, равнопрочность, режимы Сварки
 
 
Поступила в редакцию 14.06.2012
Опубликовано: 26.12.2012
 
 
1. Третьяков Ф. Е. Сварка плавлением титана и его сплавов. — М.: Машиностроение, 1968. — 148 с.
2. Сварка трением: Справочник / В. К. Лебедев, И. А. Черненко, В. И. Вилль и др. — Л.: Машиностроение, 1987. — 236 с.
3. Большаков М. В., Черницын А. И. Структура и свойства соединений титанового сплава ОТ4, выполненных сваркой трением // Свароч. пр-во. — 1974. — № 7. — С. 40–42.
4. Eichhorn F., Kes P., Maser D. Gefugeausbildung und Eigenschaften artgleicher Reibschweisverbindun — gen aus Titanwerkstoffen // Schweisen und Schneiden. — 1990. — 42, № 4. — S. 189–191.
5. Parameter study into the friction welding of the intermetallic TiAl and the alloy Ti6Al4V / K.-H. Bоhm, V. Ventzke, M. Kocak et al. // Welding and Cutting. — 2003. — № 2. — P. 90–96.
6. Friction welding of titanium alloys / C. G. Nessler, D. A. Rutz, R. D. Eng, P. A. Vozzella // Welding J. — 1971. — 50, № 9. — P. 379–385.
7. Microstructural and residual stress development due to inertia friction welding in Ti–6246 / M. M. Attallah, M. Preuss, C. Boonchareon et al. // Metallurgical and Materials Transactions A. — 2012. — 43, № 9. — P. 3149–3161.
8. Schwartz M. M. Inertia friction welding of helicopter components // DVS Berichte Lectures of the 2nd Intern. conf. in Essen «Welding and Brazing in Aircraft and Spacecraft Construction », Sept. 16–17, 1985. — P. 36–43.
9. Threadgill Russell M. J. Friction welding of near shape performs in Ti–6Al–4V // The Proc. of the 11th World conf. on titanium «Ti-2007 Science and Technology», Kyoto, Japan, June 3–7, 2007. — The Japan Institute of Metals, 2007. — P. 1283–1286.
10. Штрикман М. М. Сварка линейным трением // Свароч. пр-во. — 2008. — № 12. — С. 35–40.
11. Vairis A., Frost M. High frequency linear friction welding of a titanium alloy // Wear. — 1998, 217. — № 4. — P. 117–131.
12. Wilhelm H., Furian R., Moloney K. C. Linear friction bonding of titanium alloys for aeroengine application // Proc. 8^th World conf. «Titanium ’95: Sci. and technology», Birmingham, UK, 22–26 Oct., 1995. — London: Institute of Materials, 1996.
13. Mechanical properties and microstructure of linear friction welded TC4+TC17 joint / M. Tie-jun, S. Dong-gang, Z. Yong, Y. Si-qian // J. Aeronaut. Materials. — 2009. — 29(4). — P. 33–37.
14. Wanjara P., Jahazi M. Linear friction welding of Ti–6Al–4V: Proc., microstructure and mechanical property inter-relationships // Metallurgy and Material Transactions A. — 2005. — 36, № 8. — P. 2149–2164.
15. Vairis A., Frost M. Modeling the linear friction welding of titanium blocks // Material Sci. and Eng. A. — 2000. — 292. — P. 8–17.
16. Vairis A., Frost M. On the extrusion stage of linear friction welding of Ti6Al4V // Ibid. — 1999. — 271. — P. 477–484.
17. Vairis A., Frost M. Design and Commissioning of a friction welding machine // Materials and Manufacturing Proc. — 2006. — 21. — P. 766–773.
18. Зяхор И. В. Современное оборудование для сварки трением // Автомат. сварка. — 2001. — № 7. — С. 48–52.
19. ГОСТ 19807–91. Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки. — Взамен ГОСТ 19807–74. — Введ. 17.07.91. — М.: Изд-во стандартов, 1991. — 3 с.
20. Справочник металлиста / А. Ю. Акимова, Б. Н. Арзамасов, И. А. Арутюнова и др.; под ред. А. Г. Рахштадта и В. А. Брострема. — М.: Машиностроение, 1976. — Т.2. — 720 с.
21. Брун М. Я. Влияние фазового состава на термомеханическое упрочнение (?+?)-титановых сплавов // Цвет. металлы. — 1971. — № 12. — С. 53–56.
22. Металлургия и технология сварки титана и его сплавов / С. М. Гуревич, В. Н. Замков, В. Е. Блащук и др. — 2-е изд., доп. и перераб. — Киев: Наук. думка, 1986. — 240 с.