Автоматическая сварка, 2019, №08



2019 №08 (05)

DOI of Article 10.15407/as2019.08.06

2019 №08 (07)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 8, 2019, с. 53-59

Прогнозирование параметров процесса сварки трением с перемешиванием тонколистовых алюминиевых сплавов

А.Г. Покляцкий

ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины. 03150, г. Киев, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Определены оптимальные параметры режимов сварки трением с перемешиванием широко используемых при изготовлении сварных конструкций алюминиевых сплавов различных систем легирования толщиной 0,8…3,0 мм. Показано, что качественное формирование швов можно обеспечить при погружении инструмента в свариваемый металл на глубину 0,10…0,15 мм за счет правильного выбора частоты вращения инструмента и скорости сварки. Установлена взаимосвязь между суммарным содержанием легирующих и модифицирующих элементов в свариваемом алюминиевом сплаве, скоростью сварки и частотой вращения инструмента. Определен диапазон оптимальных соотношений, выражающих длину линейного перемещения инструмента вдоль стыка за один его оборот, в котором обеспечивается качественное формирование швов тонколистовых алюминиевых сплавов АМцН, АД33, АМг2М, 1460, АМг5М, 1201 и АМг6М. Получены формулы, отражающие зависимости в виде степенных функций, ограничивающие этот диапазон и позволяющие рассчитать необходимые скорости вращения и перемещения инструмента для любого алюминиевого сплава, содержащего 2,2…8,4 % легирующих и модифицирующих элементов. Показаны характерные дефекты, образующиеся в швах при отклонении указанных параметров от оптимального диапазона. Библиогр. 18, рис. 5.
Ключевые слова: алюминиевые сплавы, сварка трением с перемешиванием, скорость вращения инструмента, скорость сварки, характерные дефекты

Поступила в редакцию 19.05.2019
Подписано в печать 11.07.2019

Список литературы

1. Lahti K. (2003) FSW – possibilities in Shipbuilding. Svetsaren, 1, 6–8.
2. Kuriyama T. (2008) Advantages of Aluminum Alloy Rolling Stocks and Transition of Carbody Structures. Journal of Light Metal Welding and Construction, 9, 418–421.
3. Arbegast W.J. (2006) Friction Stir Welding After a Decade of Development. Welding Journal, 3, 28–35.
4. Ding J., Carter R., Lawless K. et al. (2006) Friction Stir Welding Flies High at NASA. Ibid, 3, 54–59.
5. Okamura H., Aota K., Ezumi M. (2000) Friction Stir Welding of Aluminum Alloy and Application to Structure. Journal of Japan Institute of Light Metals, 4, 166–172.
6. Defalco J. (2006) Friction stir welding vs. fusion welding. Welding Journal, 3, 42–44.
7. Lanciotti A., Vitali F. (2003) Characterization of friction welded joints in aluminium alloy 6082-T6 plates. Welding International, 8, 624–630.
8. Kulekci M.K. (2003) Mechanické vlastnosti spojov hliníkovej zliatiny AlCu4SiMg vyhotovených trecím zvaraním premiešaním. Zvaranie–Svařování, 5-6, 104–107.
9. Pietras A., Zadroga L., Lomozik M. (2004) Characteristics of welds formed by pressure welding incorporating stirring of the weld material (FSW). Welding International, 1, 5–10.
10. Oosterkamp A., Oosterkamp L., Nordeide A. (2004) «Kissing Bond» Phenomena in Solid-State Welds of Aluminum Alloys. Welding Journal, 8, 225–231.
11. Покляцкий А.Г. (2008) Характерные дефекты при сварке трением с перемешиванием тонколистовых алюминиевых сплавов и основные причины их образования. Автоматическая сварка, 6, 48–52.
12. Shinoda T. (2002) Effect of Tool Angle on Metal Flow Phenomenon in Friction Stir Welds. 6th International conference on trends in welding research. Georgia, USA.
13. Okamura H., Aota K., Takai H. et al. (2003) Point of Application for FSW. Welding Technology, 5, 60–69.
14. Colegrove P.A., Shercliff H.R. (2003) Experimental and numerical analysis of aluminium alloy 7075-T7351 friction stir welds. Science and Technology of Welding and Joining, 5, 360–368.
15. Enomoto M. (2003) Friction Stir Welding: research and industrial applications. Welding International, 5, 341–345.
16. Hassan A.A., Prangnell P.B., Norman A.F. et al. (2003) Effect of welding parameters on nugget zone microstructure and properties in high strength aluminium alloy friction stir welds. Ibid, 4, 257–268.
17. Рязанцев В.И., Мацнев В.Н., Конкевич В.Ю. (2004) Сварка трением с перемешиванием деформируемых и литейных алюминиевых сплавов. Авиационная промышленность, 4, 33–36.
18. Іщенко А.Я., Покляцький А.Г. Заявник і патентовласник ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. № u201005315. (2010) Інструмент для зварювання тертям з перемішуванням алюмінієвих сплавів. Україна Пат. 54096, МПК В23К 20/1.