Автоматичне зварювання, 2019, №08



2019 №08 (05)

DOI of Article 10.15407/as2019.08.06

2019 №08 (07)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 8, 2019, с. 53-59

Прогнозування параметрів процесу зварювання тертям з перемішуванням тонколистових алюмінієвих сплавів

А.Г. Покляцький

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Визначено оптимальні параметри режимів зварювання тертям з перемішуванням широко використовуваних при виготовленні зварних конструкцій алюмінієвих сплавів різних систем легування товщиною 0,8...3,0 мм. Показано, що якісне формування швів можна забезпечити при зануренні інструменту в зварюваний метал на глибину 0,10...0,15 мм за рахунок правильного вибору частоти обертання інструменту і швидкості зварювання. Встановлено взаємозв'язок між сумарним вмістом легуючих і модифікуючих елементів у зварному алюмінієвому сплаві, швидкістю зварювання і частотою обертання інструменту. Визначено діапазон оптимальних співвідношень, які визначають довжину лінійного переміщення інструменту уздовж стику за один його оборот, в якому забезпечується якісне формування швів тонколистових алюмінієвих сплавів АМцН, АД33, АМГ2М, 1460, АМГ5М, 1201 і АМг6М. Отримано формули, що відображають залежності у вигляді степеневих функцій, що обмежують цей діапазон і дозволяють розрахувати необхідні швидкості обертання і переміщення інструменту для будь-якого алюмінієвого сплаву, що містить 2,2...8,4 % легуючих і модифікуючих елементів. Показані характерні дефекти, які утворюються в швах при відхиленні вказаних параметрів від оптимального діапазону. Бібліогр. 18, рис. 5.
Ключові слова: алюмінієві сплави, зварювання тертям з перемішуванням, швидкість обертання інструменту, швидкість зварювання, характерні дефекти

Надійшла до редакції 19.05.2019
Підписано до друку 11.07.2019

Перелік літератури

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.