АО «АРКОНИК СМЗ», Москва, Россия:

А. М. Дриц, директор по развитию бизнеса и технологий, канд. техн. наук, эл. почта: dritsam@gmail.com

ФГБОУ ВО «Московский политехнический университет», Москва, Россия:

В. В. Овчинников, заведующий кафедрой «Материаловедение», докт. техн. наук, профессор

АО ВПК «НПО машиностроения», Реутов, Россия:

И. В. Соловьёва, начальник лаборатории металлографии и механических испытаний

ЗАО «Чебоксарское предприятие «Сеспель», Чебоксары, Россия:

В. А. Бакшаев, директор

Представлены результаты исследований механических и коррозионных свойств стыковых соединений листов толщиной 3 мм алюминиевого сплава 1565чН116, полученные сваркой трением с перемешиванием (СТП) на воздухе и в воде. Установлено, что повышение скорости охлаждения сварного соединения в воде способствует повышению временного сопротивления сварного шва, незначительно изменяя его свойства. При проведении СТП сплава 1565чН116 на воздухе и в воде разрушение сварного соединения при испытаниях на растяжение происходит по зоне термомеха нического воздействия (ЗТМВ). Прочность такого соединения составляет 95–99 % прочности основного металла. При выполнении СТП в воде протяженность зоны термического влияния уменьшается примерно в 1,6–2,2 раза по сравнению с ее проведением на воздухе. Для сплава 1565чН116 СТП в воде сопровождается повышением микротвердости металла ЗТМВ и зоны перемешивания (ЗП) на 10–12 %. Наблюдается снижение размера зерна в ЗП с 6,8 до 4,5 мкм. В этой зоне (ядро шва) доля границ с малыми углами разориентировки (малоугловые границы) составила примерно 15 % от общего числа границ. Это позволяет сделать вывод, что данная структура сформирована главным образом равноосными зернами с большеугловыми границами. Исследование методом просвечивающей электронной микроскопии фольги, полученной в области ядра шва, подтвердило результаты фазового и микротекстурного анализа (EBSD-метод) о формировании в центральной части сварного шва рекристаллизованной структуры. Повышение скорости охлаждения при СТП приводит к увеличению стойкости против межкристаллитной коррозии всех зон сварного соединения примерно в 1,4–1,7 раза. Наибольший прирост коррозионной стойкости к межкристаллитной коррозии наблюдался в зоне термического влияния.

1. Hao H. L., Ni D. R., Huang H., Wang D., Xiao B. L. et al. Effect of welding parameters on microstructure and mechanical properties of friction stir welded Al–Mg alloy // Materials Science and Engineering: A. 2013. Vol. 559. P. 889–896.
2. Дриц А. М., Овчинников В. В., Нуждин В. Н., Конюхов А. Д. Исследование усталостной долговечности основного металла и сварных соединений листов из сплава 1565ч // Цветные металлы. 2015. № 12. С. 88–93. DOI: 10.17580/tsm.2015.12.17.
3. Фридляндер И. Н. Современные алюминиевые, магниевые сплавы и композиционные сплавы на их основе // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. № 7. С. 9–17.
4. Орыщенко А. С., Осокин Е. П., Бахартина Н. Н., Дриц А. М., Соседков С. М. Алюминиево-магниевый сплав 1565ч для криогенного применения // Цветные металлы. 2011. № 11. С. 84–90.
5. Дриц А. М., Овчинников В. В. Свойства сварных соединений литейных алюминиевых сплавов, полученных сваркой трением с перемешиванием // Цветные металлы. 2020. № 1. С. 76–83. DOI: 10.17580/tsm.2020.01.11.
6. Srinivasa Rao Т., Madhusudhan Reddy G., Koteswara Rao S. R. Microstructure and mechanical properties of friction stir welded AA7075-T651 aluminum alloy thick plates // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015. Vol. 25. P. 1170–1178.
7. Papahn H., Bahemmat P., Haghpanahi M. Study on governing parameters of thermal history during underwater friction stir welding // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015. Vol. 78. P. 1101–1111.
8. Srinivasa Rao Т., Madhusudhan Reddy G., Koteswara Rao S. R. Microstructure and mechanical properties of friction stir welded AA7075-T651 aluminum alloy thick plates // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015. Vol. 25. P. 1170–1178.
9. Тарасов С. Ю., Рубцов В. Е., Елисеев А. А., Колубаев Е. А., Филиппов А. В. и др. Влияние режимов обработки на дефектность сварных швов, полученных методом сварки трением с перемешиванием // Известия высших учебных заведений. Физика. 2015. Т. 58. № 6-2. С. 280–284.
10. Лукин В. И., Ерасов В. С., Пантелеев М. Д., Автаев В. В., Саморуков М. Л. и др. Освоение сварки трением с перемешиванием применительно к конструкции крыла самолета // Сварочное производство. 2017. № 6. С. 44–48.
11. Курицын Д. Н., Денисов Л. В., Пискарев А. С., Бойцов А. Г. Технологии и специальное оснащение высокоскоростной сварки трением с перемешиванием металлоконструкций // Труды ГОСНИТИ. 2016. Т. 122. С. 194–200.
12. Ищенко А. Я., Подъельников С. В., Покляцкий А. Г. Сварка трением с перемешиванием алюминиевых сплавов (обзор) // Автоматическая сварка. 2007. № 11. С. 32–38.
13. Макаров Э. Л., Королев С. А., Штрикман М. М., Кащук Н. М. Моделирование тепловых процессов при фрикционной сварке // Сварка и диагностика. 2010. № 3. С. 21–25.
14. Пат. 2686494 РФ. Способ сварки трением с перемешиванием стыковых соединений алюминиевых сплавов / В. А. Бакшаев, А. М. Дриц, В. В. Овчинников, М. В. Григорьев ; заявл. 12.10.2018; опубл. 29.04.2019, Бюл. № 13.
15. Сриниваза Рао Т., Котесвара Рао С. Р., Мадхусудхан Редди Г. Микроструктура и особенности разрушения алюминиевого сплава АА7075-Т651, охлажденного в процессе сварки трением с перемешиванием // Металловедение и термическая обработка металлов. 2019. № 6. С. 48–55.
16. Дриц А. М., Овчинников В. В., Васильев П. А. Исследование структуры и механических свойств соединений сплавов системы Al – Cu – Mg, полученных сваркой трением с перемешиванием // Технология легких сплавов. 2019. № 4. С. 17–25.
17. ISO 11699-1:2011. Контроль неразрушающий. Радиографические пленки для промышленной радиографии. Часть 1. Классификация пленочных систем для промышленной радиографии. — Опубл. 30.11.2011.
18. ГОСТ 6996–66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств. — Введ. 01.01.1967. — М. : Изд-во стандартов, 1966.
19. ГОСТ Р ИСО 6705-1–2007. Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Часть 1. — Введ. 01.08.2008. — М. : Изд-во стандартов, 2007.
20. ГОСТ 9.021–74. Единая система защиты от коррозии и старения. Алюминий и сплавы алюминиевые. Методы ускоренных испытаний на межкристаллитную коррозию. — Введ. 01.01.1975 — М. : Изд-во стандартов, 1974.
21. ГОСТ 42333–77. Реактивы. Натрий хлористый. Технические условия. — Введ. 01.01.1978. — М. : Изд-во стандартов, 1977.
22. ГОСТ 14261–77. Кислота соляная особой чистоты. Технические условия. — Введ. 01.017.1978. — М. : Изд-во стандартов, 1977.
23. Liu H., Hu Y., Peng Ya., Chao D., Wang Z. The effect of interface defect on mechanical properties and its formation mechanism in friction stir lap welded joints of aluminum alloys // Journal of Materials Processing Technology. 2016. Vol. 238. P. 244–254.