Металлообработка | |
Название | Критерии выбора параметров режима сварки трением с перемешиванием тонких листов из алюминиевого сплава 1565ч |
DOI | 10.17580/tsm.2018.01.12 |
Автор | Дриц А. М., Овчинников В. В., Бакшаев В. А. |
Информация об авторе | АО «АРКОНИК СМЗ», Москва, Россия: А. М. Дриц, директор по развитию бизнеса и новых технологий, эл. почта: Alexander.Drits@arconic.com
ФГБОУ ВО «Московский политехнический университет», Москва, Россия: В. В. Овчинников, профессор кафедры «Материаловедение»
ЗАО ЧП «Сеспель», Чебоксары, Россия: В. А. Бакшаев, директор |
Реферат | Определены оптимальные параметры режимов сварки трением с перемешиванием (СТП), широко используемых при изготовлении сварных конструкций алюминиевых сплавов различных систем легирования толщиной 3,0–8,0 мм. Показано, что при СТП листовых алюминиевых сплавов качественное формирование швов можно обеспечить за счет правильного выбора глубины погружения инструмента в свариваемый металл, частоты вращения инструмента и скорости его линейного перемещения вдоль стыка или скорости сварки. Предложено в качестве параметра режима СТП, определяющего ввод тепла в зону формирования шва, использовать длину линейного перемещения инструмента вдоль стыка за один его оборот. Определен диапазон оптимальных соотношений, выражающих длину линейного перемещения инструмента вдоль стыка за один его оборот, в котором обеспечивается качественное формирование швов сплавов системы легирования Al – Mg, а также алюминиевых сплавов других систем легирования. Показано, что условия пластического деформирования металла в зоне образования неразъемного соединения определяются температурой его нагревания и скоростью деформирования, которые зависят от частоты вращения инструмента и скорости его линейного перемещения вдоль стыка. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили, что качественное формирование швов при СТП алюминиевых сплавов обеспечивается при разных значениях этих параметров. Согласно полученным расчетам, высокая температура при СТП достигается там, где алюминиевый сплав находится в контакте с вращающимся заплечиком инструмента. Температура алюминиевого сплава 1565ч в месте контакта с вращающимся заплечиком инструмента может достигать 620–648 оC, т. е. в зоне контакта заплечика рабочего инструмента с поверхностью свариваемых заготовок возможно формирование тонкого слоя металла в твердо-жидком состоянии. Алюминиевый сплав 1565ч успешно сваривается при достаточно высоких скоростях сварки. Для сплава 1565ч оптимальное соотношение Vсв /N находится в диапазоне 0,04–0,38 мм/об. То есть скорость сварки может изменяться в пределах 4–18 м/ч при частоте вращения инструмента 1200 об/мин или 8–34 м/ч при 2000 об/мин. Для получения качественных соединений на более прочных алюминиевых сплавах, содержащих значительное количество легирующих и модифицирующих элементов, необходимо при СТП снижать скорость сварки. При использовании для СТП инструмента с малым диаметром заплечика объема пластифицированного металла может оказаться недостаточно для полного заполнения освобождающегося позади инструмента пространства, что приведет к образованию в швах дефектов в виде несплавления. |
Ключевые слова | Сварка трением с перемешиванием, алюминиевые сплавы, алюминий, магний, параметры, режимы, механизм формирования соединения, температура нагрева, условный предел текучести |
Библиографический список | 1. Arbegast W. J. Friction stir welding after a decade of development // Welding Journal. 2006. No. 3. P. 28–35. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |