Автоматичне зварювання, 2021, №05



2021 №05 (06)

DOI of Article 10.37434/as2021.05.07

2021 №05 (08)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 5, 2021, с. 46-50

Аналіз властивостей зварних з’єднань алюміній-літієвого сплаву останнього покоління, отриманих електронно-променевим зварюванням

Мiр. Сахул¹, Мар. Сахул², Л. Чапловiч², М. Маронек¹, І. Клочков³, С. Мотруніч³

¹Словацький технологічний університет у Братиславі, Факультет матеріалознавства у Трнаві, кафедра зварювання та з’єднання матеріалів, вул. Й. Ботту 25, 917 24 Трнава, Словаччина. E-mail: miroslav.sahul@stuba.sk
²Словацький технологічний університет у Братиславі, Факультет матеріалознавства у Трнаві, Інститут матеріалознавства, вул. Й. Ботту 25, 917 24 Трнава, Словаччина
³ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: offi ce@paton.kiev.ua

Проаналізовано властивості з’єднань алюміній-літієвого сплаву AW2099 товщиною 4 мм, отриманих електронно-променевим зварюваням. Третє покоління алюміній-літієвих сплавів було розроблено для поліпшення недоліків попереднього покоління. Дослідження проводили на зразках, отриманих на різних параметрах електронно-променевого зварювання (струм пучка, швидкість зварювання). Прискорююче напруження у всіх випадках складало 55 кВ. Зварні з’єднання без дефектів виготовляли за оптимізованих параметрів зварювання. Досліджено мікроструктуру зварного металу та механічні властивості зварних з’єднань. Показано, що мікроструктура матриці металу шва складається з твердого розчину α-алюмінію. Міждендритні зони збагачені легуючими елементами завдяки сегрегації. Вузька рівновісна дендритна зона спостерігалася в зоні сплавлення, що характерно для зварних з’єднань, отриманих з алюміній-літієвих сплавів. Характер зерен змінюється у напрямку до центру металу шва на стовпчастий дендритний та рівноосний дендритний. Спостерігається зменшення значень мікротвердості металу шва, що пов’язано з розчиненням зміцнюючих фазових утворень. Бібліогр. 22, табл. 1, рис. 9.
Ключові слова: алюміній-літієвий сплав AW2099, зварне з’єднання, електронно-променеве зварювання, мікроструктура, мікротвердісті, рівновісна дендритна зона, фазові утворення.


Надійшла до редакції 22.04.2021

Список літератури

1. Xiao, R., Zhang, X. (2014) Problems and issues in laser beam welding of aluminum-lithium alloys. J. Materials. Proc. Technology, 16, 166–175.
2. Gao, Ch., Gao, R., Ma, Y. (2015) Microstructure and mechanical properties of friction spot welding aluminiumlithium 2A97 alloy. Mater. Des., 83, 719–727.
3. Han, B., Tao, W., Chen, Y., Li, H. (2017) Double-sided laser beam welded T-joints for aluminium-lithium alloy aircraft fuselage panels: Effects of filler elements on microstructure and mechanical properties. Opt. Laser Technol., 93, 99–108.
4. Lee, H.-S., Yoon, J.-H., Yoo, J.-T., No, K. (2016) Friction stir welding process of aluminum-lithium alloy 2195. Procedia Eng., 149, 62–66.
5. Ma, Y.E., Xia, Z.C., Jiang, R.R., Li, W.Y. (2013) Eff ect of welding parameters on mechanical and fatigue properties of friction stir welded 2198 T8 aluminum-lithium alloy joints. Eng. Fract. Mech., 114, 1–11.
6. Zhang, F., Shen, J., Yan, X.-D. et al. (2014) Homogenization heat treatment of 2099 Al–Li alloy. Rare Met., 33, 28–36.
7. Tao, Y., Ni, D.R., Xiao, B.L. et al. (2017) Origin of unusual fracture in stirred zone for friction stir welded 2198-T8 Al–Li alloy joints. Mater. Sci. Eng., A 693, 1–13.
8. Rajan, R., Kah, P., Mvola, B., Martikainen, J. (2016) Trends in aluminium alloy development and their joining methods. Rev. Adv. Mater. Sci., 44, 383–397.
9. Dursun, T., Soutis, C. (2014) Recent developments in advanced aircraft aluminium alloys. Mater. Des., 56, 862–871.
10. Romios, M., Tiraschi, R., Ogren, J.R., Babel, H.W. (2005) Design of multistep aging treatments of 2099 (C458) Al–Li alloy. J. Mater. Eng. Perform., 14, 641–646.
11. Wang, G., Zhao, Y., Hao, Y. (2018) Friction stir welding of highstrength aerospace aluminium alloy and application in rocket tank manufacturing. J. of Mater. Sci. and Technology, 34, 73–91.
12. Poklyatsky, A.G., Knysh, V.V., Klochkov, I.N., Motrunich, S.I. (2016) Features and advantages of the process of friction stir welding of butt joints of sheet aluminium-lithium alloys. The Paton Welding J., 6, 93–98.
13. Milagre, M.X., Mogili, N.V., Donatus, U. et al. (2018) On the microstructure characterization of the AA2098-T351 alloy welded by FSW. Mater. Charact., 140, 233–246, DSC vyzera byt fajn.
14. Li, W.Y., Chu, Q., Yang, X.W. et al. (2018) Microstructure and morphology evolution of probeless friction stir spot welded joints of aluminum alloy. J. of Materials Proc. Technology, 252, 69–80.
15. Knysh, V.V., Klochkov, І.М., Motrunich, S.I., Poklyatsky, A.G. (2021)Infl uence of irregular cyclic load on fatigue resistance of thinsheet welded joints of heat-strengthened aluminium alloys. The Paton Welding J., 1, 9–13.
16. de Castro, C.C., Plaine, A.H., Dias G.P. et al. (2018) Investigation of geometrical features on mechanical properties of AA2198 refi ll friction stir spot welds. J. Manuf. Processes, 36, 330–339.
17. Hatamleh, O., Rivero, I.V., Swain S.E. (2009) An investigation of the residual stress characterization and relaxation in peened friction stir welded aluminium-lithium alloy joints. Mater. Des., 30, 3367–3373.
18. Motrunich, S., Klochkov, I., Poklaytsky, A. (2020)High cycle fatigue behaviour of thin sheet joints of aluminium-lithium alloys under constant and variable amplitude loading. Weld World, 64, 1971–1979.
19. Weglowski, M.St., Blacha, S., Phillips, A. (2016) Electron beam welding — Techniques and trends — Review. Vacuum, 130, 72–92.
20. Cui, L., Li, X., He, D. et al. (2012) Eff ect of Nd:YAG laser welding on microstructure and hardness of an Al–Li based alloy. Mater. Charact., 71, 95–102.
21. Chen, G., Yin, Q., Zhang, G., Zhang, B. (2020) Fusiondiff usion electron beam welding of aluminium-lithium alloy with Cu nano-coating. Mater. Des., 188, 108439.
22. Chen, G., Yin, Q., Zhang, G., Zhang, B. (2020) Underlying causes of poor mechanical properties of aluminum-lithium alloy electron beam welded joints. J. Manuf. Process., 50, 216–223.

---

Реклама в цьому номері:

---