Журнал «Автоматичне зварювання», № 4, 2022, с. 19-25
Зварювання алюмінієвих сплавів серії 7ххх (Al–Zn–Mg–Cu) ненаскрізними швами випромінюванням волоконного лазера
В.М. Коржик1,2, В.Ю. Хаскін1,2, А.А. Гринюк2, С.І. Пелешенко3, Yao Yuhui4, С.Г. Григоренко2, В.О. Щерецький2, О.С. Кушнарьова2
1China-Ukraine Institute of Welding, Guangdong Academy of Sciences, Guangdong Provincial Key Laboratory of Advanced
Welding Technology, Guangzhou, 510650, China. E-mail: patonjournal@gwi.gd.cn
2ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
3НТУУ «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського». 03056, м. Київ, просп. Перемоги, 37,
E-mail: imz.paton.kpi@gmail.com
4Shenzhen Hanzhizi Technology Co., Ltd. 6th Floor, Building B, Bantian International Center, 5 Huancheng South Road,
Longgang District, Shenzhen, Guangdong, China, E-mail: 514929948@qq.com
В статті розглянуто особливості лазерного зварювання з неповним (ненаскрізним) проплавленням високоміцних алюмінієвих сплавів серії 7ххх. Встановлено, що при з’єднанні листів товщиною 1,5 мм зварюванням випромінюванням
волоконного лазера на глибину 0,5…0,7 мм виникає ризик утворення пор, зокрема, в кореневій зоні, стрічкових виділень
оксидної плівки в нижній частині шва, а також гарячих тріщин. Усунення останніх є можливим за рахунок зменшення погонної енергії зварювання нижче 25…30 Дж/мм. Метал швів характеризується рівновісною дрібнодисперсною
структурою з розміром зерен 10…15 мкм для сплаву 7005 і 15…25 мкм для сплаву 7075. В зоні сплавлення зерна мають
подовжену форму з коефіцієнтом 2,5…3,0 для сплаву 7005 і 2…5 для сплаву 7075. В ЗТВ довжина зерен зменшується,
коефіцієнт форми стає 3…5 і 3,0…3,5 для сплавів 7005 і 7075, відповідно. При виконанні лазерного зварювання із
малими (~5 Дж/мм) значеннями погонної енергії мікротвердість швів і ЗТВ є досить рівномірною і близькою до мікротвердості основного металу. Для сплаву 7075 в районі зони сплавлення спостерігалося зменшення мікротвердості
до 20 %, що обумовлено утворенням зерен подовженої форми з коефіцієнтом 2…5. Усунення встановлених недоліків
може бути досягнуто за рахунок зменшення пульсацій парогазового каналу із одночасним підвищенням стабільності
його існування і введення катодного руйнування оксидної плівки. Бібліогр. 11, табл. 4, рис. 8.
Ключові слова: алюмінієві сплави серії 7ххх, лазерне зварювання, формування швів, зернистість, дефекти, шляхи усунення
Надійшла до редакції 28.03.2022
Список літератури
1. Varshney, D., Kumar, K. (2021) Application and use of different
aluminium alloys with respect to workability, strength
and welding parameter optimization. Ain Shams Engineering
Journal, 12, 1, 1143–1152. DOI: https://doi.org/10.1016/j.
asej.2020.05.013
2. Kang, M., Kim, C. (2017) A Review of Joining Processes
for High Strength 7xxx Series Aluminum Alloys. Journal
of Welding and Joining, 35, 6, 79–88. DOI: https://doi.
org/10.5781/JWJ.2017.35.6.12
3. Löveborn, D., Larsson, J. K., Persson, K.-A. (2017) Weldability
of Aluminium Alloys for Automotive Applications.
Physics Procedia, 89, 89–99. DOI: https://doi.org/10.1016/j.
phpro.2017.08.011
4. Kang, M., Cheon, J., Kam, D.-H., Kim, C. (2021) The hot
cracking susceptibility subjected the laser beam oscillation
welding on 6XXX aluminum alloy with a partial penetration
joint. Journal of Laser Applications, 33, 012032. DOI:
https://doi.org/10.2351/7.0000319
5. Kim, C.-H., Ahn, Y.-N., Lim, H.-S. (2011) Laser Welding
of Automotive Aluminum Alloys. Journal of Welding
and Joining, 29, 4, 21–26. DOI: https://doi.org/10.5781/
KWJS.2011.29.4.383
6. Zhao, H., White, D.R., DebRoy, T. (1999) Current issues and
problems in laser welding of automotive aluminium alloys.
International Materials Reviews, 44, 6, 238–266. DOI:
https://doi.org/10.1179/095066099101528298
7. 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
8. Holzer, M., Hofmann, K., Mann, V. et al. (2016) Change of
Hot Cracking Susceptibility in Welding of High Strength
Aluminum Alloy AA 7075. Physics Procedia, 83, 463–471.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.phpro.2016.08.048
9. Fetzer, F. (2018) Fundamental investigations on the spiking
mechanism by means of laser beam welding of ice. Journal
of Laser Applications, 30, 1, 012009-1–012009-9. DOI:
https://doi.org/10.2351/1.4986641
10. Shelyagin, V.D., Khaskin, V.Yu., Garashchuk, V.P. et al.
(2002). Hybrid CO2-laser and CO2 consumable-arc welding.
The Paton Welding J., 10, 35–38.
11. Krivtsun, I.V., Shelyagin, V.D., Khaskin, V.Yu. et al. (2007)
Hybrid laser-plasma welding of aluminium alloys. Ibid, 5,
36–40.
Реклама в цьому номері: