Автоматичне зварювання, 2023, №08



2023 №08 (03)

DOI of Article 10.37434/as2023.08.04

2023 №08 (05)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 8, 2023, с. 23-34

Вплив швидкості плазмово-дугового зварювання різнополярним асиметричним струмом на формування з’єднань високоміцних алюмінієвих сплавів

В.М. Коржик¹, А.А. Гринюк¹, В.Ю. Хаскін¹, Є.В. Ілляшенко¹, С.І. Пелешенко², А.О. Альошин², І.О. Скачков³, О.В. Долянівська³

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²ТОВ «Зовнішньоекономічне представництво Китайсько-українського інституту зварювання ім. Є.О. Патона». 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11.
³НТУУ «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». 03056, м. Київ, просп. Перемоги, 37. E-mail: mail@kpi.ua

Розглянуто вплив зміни швидкості переміщення джерела нагрівання при плазмово-дуговому зварюванні алюмінієвих сплавів завтовшки 2,0 мм трьох систем легування Al–Mg–Mn (АМг5М, АМг6), Al–Cu–Mn (1201), Al–Cu–Li (1460) на мікроструктуру і твердість металу шва та навколошовної зони, на утворення внутрішніх пор та на механічні властивості зварних з’єднань. Проаналізовано зміни розподілу температурних полів і показників напружено-деформованого стану зварних зразків розглянутих сплавів. Встановлено, що для кожного типу сплавів є певна «пікова» швидкість зварювання, при перевищенні якої не відбувається суттєвого зменшення залишкових деформацій та напружень, а також зменшення ширини зони нагрівання основного металу. Натомість, механічні властивості зварних з’єднань погіршуються за рахунок збільшення кількості пор в металі шва та утворення недопустимих підрізів у верхній частині шва в зоні переходу від шва до основного металу. На прикладі сплаву Al–Mg–Mn показано, що такі закономірності характерні також не тільки для товщини 2,0 мм, а також спостерігаються і при зварюванні зразків в інтервалі товщин 4…8 мм. Це дозволяє використовувати дані результати для прогнозування показників міцності зварного з’єднання та металу шва для цих товщин при збільшенні швидкості плазмово-дугового зварювання різнополярним асиметричним струмом вище «пікового» значення. Бібліогр. 15, табл. 2, рис. 23.
Ключові слова: плазмово-дугове зварювання, різнополярні імпульси, алюмінієві сплави, структура швів, пори, формування з’єднання, міцність, розподіл температури, напружено-деформований стан


Надійшла до редакції 19.06.2023

Список літератури

1. Guan, R., Lou, H., Huang, H. et al. (2020) Development of Aluminum Alloy Materials: Current Status, Trend, and Prospects. Strategic Study of Chinese Academy of Engineering, 22, 5, 68–75. DOI: https://doi.org/10.15302/J-SSCAE-2020.05.013
2. Samiuddin, M., Li, J.-L., Taimoor, M. et al. (2021) Investigation on the process parameters of TIG-welded aluminum alloy through mechanical and microstructural characterization. Defence Technology, 17, 4, 1234–1248. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.dt.2020.06.012
3. Lis, A., Mogami, H., Matsuda, T. et al. (2018) Hardening and softening effects in aluminium alloys during high-frequency linear friction welding. Journal of Materials Processing Technology, 255, 547–558. DOI: https://doi.org/10.1016/j. jmatprotec.2018.01.002
4. Xu, B., Chen, S., Jiang, F. et al. (2019) The influence mechanism of variable polarity plasma arc pressure on flat keyhole welding stability. Journal of Manufacturing Processes, 37, 519–528. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2018.12.026
5. Xu, B., Tashiro, S., Jiang, F. et al. (2019) Effect of Arc Pressure on the Digging Process in Variable Polarity Plasma Arc Welding of A5052P Aluminum Alloy. Materials, 12, 1071, 1–17. DOI: https://doi.org/ 10.3390/ma12071071
6. Lang, R., Han, Y., Bai, X., Hong, H. (2020) Prediction of the Weld Pool Stability by Material Flow Behavior of the Perforated Weld Pool. Materials, 13, 303, 1–20. DOI: https://doi. org/ 10.3390/ma13020303
7. Klett, J., Bongartz, B., Wolf, T. et al. (2023) Plasma welding of aluminum in an oxygen-free argon atmosphere. Advances in Materials Science, 23, 1(75), 5–18. DOI: https://doi. org/10.2478/adms-2023-0001
8. Labur, T.M., Grinyuk, A.A., Poklyatsky, A.G. (2006) Mechanical properties of plasma welded joints on aluminium-lithium aloys. The Paton Welding J., 6, 32–34.
9. Selva Bharathi, R., Siva Shanmugam, N., Murali Kannan, R., Arungalai Vendan, S. (2018) Studies on the Parametric Effects of Plasma Arc Welding of 2205 Duplex Stainless Steel. High Temperature Materials and Processes, 37, 3, 219–232. DOI: https://doi.org/10.1515/htmp-2016-0087
10. Sathishkumar, M., Manikandan, M., Subramani, P. et al. (2020) Effect of Welding Speed on Aspect Ratio of Hastelloy X Weldment by Keyhole Plasma Arc Welding (K-PAW). Materials Today, 22, 4, 3297–3304. DOI: https://doi. org/10.1016/j.matpr.2020.03.291
11. Batool, S., Khan, M., Jaffery, S. et al. (2015) Analysis of weld characteristics of micro-plasma arc welding and tungsten inert gas welding of thin stainless steel (304L) sheet. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications, 230, 6. DOI: https://doi.org/10.1177/1464420715592
12. Korzhyk, V., Khaskin, V., Grynyuk, A. et al. (2022) Comparison of the features of the formation of joints of aluminum alloy 7075 (Al–Zn–Mg–Cu) by laser, microplasma, and laser-microplasma welding. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1/12(115), 38–47. DOI: https://doi. org/10.15587/1729-4061.2022.253378
13. Гринюк А.А., Коржик В.Н., Бабич А.А. и др. (2016) Унифицированный плазмотрон для сварки сжатой дугой неплавящимся електродом. Технологические системы, 4, 86–89.
14. Lobanov, L.M., Pashchyn, M.O., Mikhodui, O.L. et al. (2021) Modeling of stress-strain states of AMg6 alloy due to impact action of electrode-indenter in electrodynamic treatment. The Paton Welding J., 6, 2–11. DOI: https://doi. org/10.37434/tpwj2021.06.01
15. (2018) Физические процессы при сварке и обработке материалов. Теоретическое исследование, математическое моделирование, вычислительный эксперимент: Сб. статей и докладов под ред. акад. НАН Украины И.В. Кривцуна. Киев, Международная Ассоциация «Сварка».

---

Реклама в цьому номері:

---