Показано, що оптимальним для алюмінієво-літієвого сплаву є режим імпульсно-дугового зварювання плавким електродом в суміші гелію та аргону, оскільки він забезпечує меншу дендритну ліквацію в зоні шва, відсутність сегрегації уздовж лінії сплавлення, відсутність структурних змін, пов'язаних з термічними напругами в зоні термічного впливу шва.

Проаналізовано температурні умови утворення кластерних з'єднань певних морфологічних типів у розплаві промислового сплаву АМг6. Розроблено раціональні режими охолодження зварних з'єднань у виробах відповідального призначення для їх тривалого зберігання. Визначено кількісні характеристики структури кластерних утворень у розплаві даного сплаву в інтервалі надліквідусних температур. Описано процеси, що відбуваються у сплаві, вивчено їх вплив на структуроутворення за умов твердіння на основі алюмінію, а також процеси природного старіння у зварних з'єднаннях сплаву. Розглянуто умови зернограничного окрихчування зварних з'єднань сплаву після перегріву до температур, що забезпечують структурні зміни порядку розташування атомів. Розроблено режими зварювання з урахуванням перегріву сплаву та визначено критерій для зварних з'єднань виробів. Розкрито зв'язок між виділенням надлишкових фаз на основі Al і Mg по межах зерен та структурою кластерних утворень у сплаві. Досліджено структуроутворення сплаву в процесі плавлення та твердіння у температурному процесі. Наведено рекомендації з вибору типу зварювання для виробів відповідального призначення для тривалого зберігання до початку експлуатації.

Результаты экспериментальных исследований показывают, что в образце из сплава АМг6 после обработки импульсным электромагнитным полем наблюдается существенное снижение и перераспределение остаточных сварочных напряжений. Результаты численного моделирования подтверждают, что эффект обработки не связан с термическим действием поля.

Использован комплексный экспериментально-аналитический подход для оценки механических свойств сварных соединений сложнолегированного сплава 1460 системы Al - Cu - Li, выполненных аргонодуговой сваркой (присадочные проволоки Св1201 и Св1201 + 0,5 % Sc). Определено влияние структурных факторов (химического и фазового составов, зеренной, субзеренной и дислокационной структур) на механические свойства (прочность, пластичность, трещиностойкость) металла шва этих сварных соединений, а также структурно-фазового состояния на концентрацию и механизм релаксации внутренних напряжений при легировании металла скандием.

Рассмотрено влияние качества изготовления и подготовки свариваемых материалов и присадочной проволоки, а также условий сборки и сварки соединений на появление макровключений оксидной плены в металле швов при сварке современных алюминиевых сплавов. Отмечены закономерности образования и расположения дефектов по сечению шва в зависимости от причин их возникновения. Проанализированы условия, способствующие окислительным процессам и снижению эффективности катодного разрушения оксидной плены в зоне сварки. Выявлены особенности формирования нитевидных продольных включений оксидной плены в центральной части шва при сварке литийсодержащих сплавов.

Исследовано разупрочнение основного металла в зоне термического влияния при электронно-лучевом (ЭЛС) и аргонодуговом (АДС) способах сварки механически и термически упрочненных алюминиевых сплавов (АМг6, 1420, 1201, 1460). Установлено, что при ЭЛС протяженность зоны разупрочнения в 4 - 5 раз меньше, чем при АДС. После искусственного старения наибольшая твердость в зоне термического влияния наблюдалась у сплава 1420, наименьшая - у сплава 1201.

Описаны существующие методы получения дисперсно-упрочненных частицами карбида кремния композиционных материалов на основе алюминия. Приведены основные физико-химические и механические характеристики этих материалов, подробно рассмотрены существующие методы соединения дисперсно-упрочненных материалов на основе алюминия, а также проблемы, возникающие при сварке этих материалов в твердой и жидкой фазах.

Рассмотрены марки и общая характеристика свариваемости новых высокопрочных алюминиевых сплавов, физико-металлургические процессы, происходящие при их сварке, причины возникновения и меры предотвращения пористости в металле шва при сварке плавлением, особенности кристаллизации швов многокомпонентных сплавов, образование и меры предотвращения горячих трещин, химической и структурной неоднородности. Проанализированы структурные превращения, приводящие к разупрочнению металла в зоне термического влияния сварки. Дана характеристика новых и усовершенствованных способов и технологий сварки с использованием электрической дуги, электронно-лучевых и лазерных источников нагрева.

Показано, что качественные сварные соединения КМ 1013 и 1501 с 4 % С могут быть получены при использовании пластичной промежуточной прослойки из алюминия. Приведены оптимальные режимы диффузионной сварки в вакууме. Прочность сварных соединений КМ 1501 + 4 % С достигает 443,8 МПа, KM 1013 + 4 % С - 295 МПа.

Приведены результаты исследований особенностей процессов структуро- и фазообразования в соединениях разнородных металлов с ограниченной взаимной растворимостью (Ст3 + алюминий), выполненных сваркой давлением при использовании различных температурных режимов сварочной деформации (конвенционная и инерционная сварка трением, сварка взрывом).

Представлены результаты оценки остаточных напряжений в стыковых сварных соединениях алюминиевого сплава АД33 (6061) толщиной 6 мм на образцах различной ширины (70 - 600 мм), полученных способами сварки ТИГ и МИГ. С помощью экспериментов показано влияние продольных и поперечных растягивающих остаточных напряжений на прочность и долговечность сварных образцов с поперечным швом при осевой нагрузке.

Методом трансмиссионной электронной микроскопии исследованы особенности структурно-фазового состояния металла швов и сварных соединений, полученных при аргонодуговой сварке сплава 1460 с использованием присадочных проволок стандартной Cв1201 и опытной 1201 с добавкой скандия. Основные изменения структуры при введении скандия связаны с измельчением зерна, увеличением объемной плотности дислокаций, формированием дисперсных включений, содержащих скандий, и активацией процессов распада твердого раствора.

Методом растровой микроскопии изучен характер структурных превращений, которые протекают в алюминиевом сплаве В96 при сварочном нагреве. Проведена количественная и качественная оценка состава фаз и их морфологических особенностей в зависимости от теплофизических условий сварки неплавящимся электродом и электронным лучом. Определено влияние объемной доли фаз на процессы зарождения и распространения трещины в сварных соединениях в условиях внецентренного разрушения.

Исследовано влияние объемного содержания, морфологии и химического состава частиц, содержащих цирконий и скандий, на характеристики сопротивления разрушению металла зоны термического влияния высокопрочного сложнолегированного алюминиевого сплава В96цс при дуговой сварке плавлением и электронным лучом.

Исследовано влияние электродинамической обработки (ЭДО) на напряженно-деформированное состояние плоских образцов из сплава АМг6 при различных схемах предварительного нагружения. На основании неразрушающего ультразвукового метода разработана методика и проведены измерения остаточных напряжений в стыковых сварных соединениях (СС). Установлено, что ЭДО позволяет снизить остаточные напряжения в СС сплава АМг6 на 50 - 65 %.

Проведен сравнительный анализ механических соединений высокопрочных алюминиевых сплавов 1420 и 1460, полученных плазменной и аргонодуговой сваркой разнополярным асимметричным током неплавящимся электродом с использованием серийных сварочных проволок СвAMг63 и Св1201. Показано, что прочность и вязкость разрушения швов при внецентренном растяжении образцов существенно зависят от теплофизических условий сварки.

Проведен сравнительный анализ прочности и твердости в соединениях сплава 1441, полученных способами сварки плавлением и трением с перемешиванием. Показано, что процесс получения соединения за счет пластификации металла без его расплавления позволяет избежать образования характерных для алюминиево-литиевых сплавов дефектов и повысить предел прочности сварных соединений. Выявлено, что швы, полученные сваркой трением с перемешиванием, несимметричны относительно своей продольной оси. Установлено, что разрушение образцов при статических испытаниях происходит с той стороны, откуда металл вытесняется рабочим наконечником инструмента.

Сравнительно проанализирована вязкость разрушения металла швов высокопрочных алюминиево-литиевых сплавов 1420 и 1460, выполненных плазменной сваркой на весу и на подкладке при использовании серийных сварочных проволок СвАМг63 и Св1201. На основании анализа изломов образцов установлены особенности микромеханизма разрушения сварных соединений при внецентренном растяжении.

Приведены результаты экспериментальных исследований остаточных деформаций и напряжений в стыковых соединениях сплава AMг6 толщиной 1,9 мм, полученных сваркой МИГ и МИГ + лазерный пучек. Установлено, что при шестикратном увеличении скорости сварки (гибридный процесс) обеспечивается двукратное уменьшение поперечного сечения шва, полуторное - околошовной зоны с продольными остаточными напряжениями и более чем четырехкратное - поперечных остаточных напряжений.

Рассмотрены особенности формирования швов при сварке алюминиевых сплавов плавлением под воздействием высокотемпературного нагрева и трением с перемешиванием, обеспечивающего формирование шва за счет пластической деформации металла в зоне сварки. Приведена технологическая схема процесса сварки трением с перемешиванием и описаны основные принципы его реализации с помощью сконструированной лабораторной установки. Проанализированы показатели прочности и пластичности сварных соединений тонколистовых (1,8 - 2,4 мм) высокопрочных алюминиевых сплавов, полученных аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом и трением с перемешиванием.