Скачати повний текст

Досліджено зварні з'єднання листів товщиною 2 mm з алюмінієвого сплаву Д16Т (аналога закордонного сплаву 2024-Т3), який на сьогодні відносять до нерекомендованих для зварювання. З'єднання отримано зварюванням тертям з перемішуванням. Встановлено, що за комплексним параметром конструкційної міцності, який визначають характеристики міцності і циклічної тріщиностійкості, метал шва цих з'єднань у 2,4 рази переважає основний і у 3,7 - 12 разів - метал шва з'єднань сплаву типу Д16, отриманих за різних технологій зварювання плавленням і термічної обробки.

Досліджено вплив скандію в присадних дротах типу СвАМг6, Св1201 і СвАК5, а також коливань дуги, спричинених пропусканням електричного струму через ділянку присадки, на формування структури швів під час аргонодугового зварювання (АДЗ) неплавким електродом тонколистового алюмінієвого сплаву Д16. Зображено криві розподілу твердості металу в зоні зварювання та визначено межі міцності зварних з'єднань і металу швів після природного старіння зразків. Показано, що використання присадних дротів зі скандієм, як і звичайних серійних, призводить до утворення дрібнозернистої дендритної структури металу швів. Проте через низький (0,15 - 0,17 %) вміст скандію у швах навіть у разі зварювання з коливаннями дуги формування субденбритної структури не відбувається. Використання присадних дротів зі скандієм може зменшити ступінь розміцнення металу швів у разі зниження у них загальної кількості основних легуючих елементів. Позитивний вплив добавок скандію разом із використанням коливань дуги на ступінь розміцнення та межу міцності металу швів простежується у разі застосування присадного дроту системи легування Al - Si. Проте максимальний рівень міцності як зварних з'єднань, так і металу швів забезпечується під час АДЗ неплавким електродом сплаву Д16 товщиною 2 мм із серійними присадними дротами СвАМг6 і СвАМг63.

Досліджено вплив скандію в присадних дротах типу СвАМг6, Св1201 і СвАК5, а також коливань дуги, спричинених пропусканням електричного струму через ділянку присадки, на формування структури швів під час аргонодугового зварювання (АДЗ) неплавким електродом тонколистового алюмінієвого сплаву Д16. Зображено криві розподілу твердості металу в зоні зварювання та визначено межі міцності зварних з'єднань і металу швів після природного старіння зразків. Показано, що використання присадних дротів зі скандієм, як і звичайних серійних, призводить до утворення дрібнозернистої дендритної структури металу швів. Проте через низький (0,15 - 0,17 %) вміст скандію у швах навіть у разі зварювання з коливаннями дуги формування субденбритної структури не відбувається. Використання присадних дротів зі скандієм може зменшити ступінь розміцнення металу швів у разі зниження у них загальної кількості основних легуючих елементів. Позитивний вплив добавок скандію разом із використанням коливань дуги на ступінь розміцнення та межу міцності металу швів простежується у разі застосування присадного дроту системи легування Al - Si. Проте максимальний рівень міцності як зварних з'єднань, так і металу швів забезпечується під час АДЗ неплавким електродом сплаву Д16 товщиною 2 мм із серійними присадними дротами СвАМг6 і СвАМг63.

Індекс рубрикатора НБУВ: К233.106.223 + К641.001.22-18

Рубрики:

Утомна (циклічна) міцність (утома, витривалість) алюмінію та його сплавів

Зварювання листового металу

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проаналізовано структурні особливості, характеристики міцності та довговічності стикових з'єднань алюмінієво-літієвого сплаву 1460 товщиною 2 мм, отриманих зварюванням тертям із перемішуванням та аргонодуговим зварюванням неплавким електродом в аргоні. Показано, що зварювання тертям з перемішуванням запобігає утворенню великодендритної структури швів, забезпечує формування нероз'ємних з'єднань із мінімальним рівнем концентрації напружень у місцях переходу від шва до основного матеріалу та надає можливість уникнути в швах дефектів у вигляді пор, макровключень оксидної плівки та гарячих тріщин, обумовлених розплавленням і кристалізацією металу у процесі зварювання плавленням.

Проаналізовано структурні особливості, характеристики міцності та стійкості до зародження та розповсюдження експлуатаційних тріщин стикових з'єднань алюмінієвого сплаву 1201 товщиною 2 мм, отриманих зварюванням тертям із перемішуванням (ЗТП) та аргонодуговим зварюванням неплавким електродом в аргоні (АДЗНЕ). Показано, що при ЗТП у результаті інтенсивної пластичної деформації металу в ядрі шва, формується дрібнокристалічна структура з розміром зерен 5 - 6 мкм. У зоні термомеханічного впливу спостерігаються деформовані протяжні зерна, орієнтовані у напрямку переміщення пластифікованого металу, та дрібні рівновісні зерна, розмір яких коливається в межах 4 - 12 мкм. Тоді як при АДЗНЕ цього сплаву метал шва має характерну литу структуру з великими (0,20 - 0,25 мм) дендритами. Відсутність проплавів і підсилень на швах, отриманих ЗТП, надає можливість уникнути високих рівнів концентрації напружень у місцях переходу від шва до основного матеріалу, які негативно впливають на експлуатаційні та ресурсні характеристики зварних з'єднань. Особливості формування нероз'ємних з'єднань у твердій фазі при ЗТП сприяють також зменшенню ступеня розміцнення металу в зоні зварювання та підвищенню їх межі міцності, стійкості до зародження та розповсюдження експлуатаційних тріщин.

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Викладено результати дослідження міцності, твердості та структури стикових з'єднань алюмінієвих сплавів різних систем легування, отриманих зварюванням тертям із перемішуванням (ЗТП). Показано, що цей процес надає змогу отримувати якісні з'єднання алюмінієвих сплавів різних систем легування як в однойменному, так і в різнойменному поєднаннях. Причому це стосується не тільки алюмінієвих сплавів, виготовлених за стандартною технологічною схемою методом лиття, але й гранульованих сплавів, які містять пересичений твердий розчин важкоплавких перехідних металів, отриманих із використанням порошкової металургії. Встановлено, що міцність зварних з'єднань, отриманих при ЗТП алюмінієвих сплавів, залежить від хімічних складів і механічних властивостей цих сплавів. Максимальну межу міцності мають зварні з'єднання високоміцних сплавів 1995 (483 МПа), 1963 (473 МПа) і Д16 (441 МПа), що обумовлено незначним ступенем розміцнення металу в зоні термомеханічного впливу (ЗТМВ), де і відбувається руйнування зразків за статичного розтягування. Руйнування зразків зварних з'єднань різнойменних алюмінієвих сплавів також відбувається в цій зоні або на її межі з зоною термічного впливу (ЗТВ) зі сторони сплаву з нижчою міцністю. При цьому межа їх міцності знаходиться на рівні з'єднань відповідних однойменних сплавів. Показано, що в результаті інтенсивної пластичної деформації металу при ЗТП різних алюмінієвих сплавів у зоні формування нероз'ємного з'єднання в ядрі шва утворюються зерна практично глобулярної форми, розмір яких не перевищує 4 - 6 мкм. При зварюванні гранульованих сплавів пересичений твердий розчин у гранулах зберігається, відбувається тільки їх механічне подрібнення, внаслідок чого ядро шва має дрібнодисперсну щільну структуру, а гранули, що містять пересичений твердий розчин важкоплавких перехідних металів, рівномірно розподіляються по всьому об'єму матриці в металі шва.

Проаналізовано результати досліджень структурних особливостей та межі міцності стикових з'єднань листів конструкційного магнієвого сплаву МА2-1М завтовшки 2 мм, отриманих аргонодуговим зварюванням неплавким електродом і тертям із перемішуванням. Показано, що, при зварюванні тертям із перемішуванням, унаслідок інтенсивної пластичної деформації металу у швах формується дрібнокристалічна структура. Встановлено, що мікротвердість металу в такому зварному з'єднанні має мінімальні значення в зоні термомеханічного впливу зі сторони відходу поблизу зони термічного впливу, де і відбувається руйнування зразків при їх статичному розтягуванні. Межа міцності зразків зварних з'єднань, отриманих тертям із перемішуванням, і зразків зі знятими до рівня основного матеріалу проплавами та додатково зачищеними підсиленнями швів, отриманих плавленням, знаходиться на рівні 233 - 236 МПа, що становить ~ 84 % від цього показника для основного матеріалу.