АннотацияОб авторахСписок литературы
Наряду с совершенствованием технологий соединений элементов алюминиевых сплавов аргонодуговой, плазменной и лазерной сваркой достигнута высокая эффективность их соединений сваркой трением с перемешиванием, обладающей низким энергопотреблением и практически равнопрочным с основным металлом соединением. Однако процессы сварки трением с перемешиванием недостаточно изучены и могут приводить к разупрочнению соединений алюминиевых сплавов до 0,65 от уровня прочности основного металла. При исследовании влияния сварки трением с перемешиванием и механизированной электродуговой сварки в среде аргона испытывались сварные соединения на растяжение и ударную вязкость алюминиевых сплавов системы легирования Al-Si-Mg (АД35Т1, 6082-Т6) и системы Al-Zn-Mg (1915Т). Получены значения прочности, упругих и пластических характеристик, изготовленных с помощью аргонодуговой сварки образцов из сплавов 1915Т, АД35Т1 и 6082-Т6. Для сплава 6082-Т6 приведены результаты определения указанных характеристик на образцах, изготовленных сваркой трением с перемешиванием. Отмечается снижение показателей прочности и пластичности по зонам сварных соединений для обоих способов сварки. При этом самое высокое относительное значение прочности и условного предела текучести сварного соединения зафиксировано для сварки трением с перемешиванием. Зарегистрировано незначительное снижение модуля упругости, полученного на образцах соединений, выполненных аргонодуговой сваркой. Установлено постоянство ударной вязкости для каждой из зон сварного соединения в диапазоне температуры +20 – -60оС и повышение ее в металле шва стыковых соединений сплава 6082-Т6, выполненного способом сварки трением с перемешиванием.
А.Н. ШУВАЛОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
О.А. КОРНЕВ, преподаватель-исследователь (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.А. ЕРМАКОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
О.А. КОРНЕВ, преподаватель-исследователь (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.А. ЕРМАКОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
1. Ведяков И.И., Одесский П.Д., Гукова М.И. Алюминиевые сплавы для строительных металлических конструкций (комментарий к СП 128.13330) // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 10. С. 5–9.
2. Белов Н.А., Наумова Е.А., Акопян Т.К. Эвтектические сплавы на основе алюминия: новые системы легирования. М.: Руда и металлы, 2016. 256 с.
3. Дриц А.М., Овчинников В.В. Сварка алюминиевых сплавов. М.: Руда и металлы, 2020. 476 с.
4. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 8. С. 7–17.
5. International Patent Application No. PCT/GB92/02203, GB Patent Application No. 9125978.8. Thomas W.M., Nicholas E.D., Needham J.C. et al. 1991.
6. Курицын Д.Н., Шахривар С.М., Моени Табатабаи Д.С. Технологическая экспертиза производственной целесообразности применения сварки трением с перемешиванием в специальных задачах аэрокосмического производства. Космонавтика: наука и образование. Сб. материалов Всероссийской научной конференции, 2019. С. 83–90.
7. Ищенко А.Я., Подъельников С.В., Покляцкий А.Г. Сварка трением с перемешиванием алюминиевых сплавов (обзор) // Автоматическая сварка. 2007. № 11. С. 32–38.
8. Мироненко В.Н., Барабохин Н.С. Структура, свойства и механизм соединения алюминиевых сплавов при ротационной сварке трением // Деформация и разрушение материалов. 2008. № 5. С. 37–41.
9. Scialpi A., De Filippis L., Cavaliere P. Influence of shoulder geometry on microstructure and mechanical properties of friction stir welded 6082 aluminum alloy. Materials & Design. 2007. No. 28. 1124. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2006.01.031
10. Mroczka K., Pietras A. FSW characterization of 6082 aluminum alloy sheets. Archives of Materials Science and Engineering. 2008. No. 40, p. 104.
11. Enab A. El-Danaf, Magdy M. El-Rayes. Microstructure and mechanical property of friction stir welded 6082 AA in as welded and post weld heat treated conditions // Materials and Desing. 2013. Vol. 46, pp. 561–572.
12. Naumov A., Rylkov E., Isupov F., Rudskoy A. et al. Metallurgical and mechanical characterization high-speed friction stir welded AA6082 T6 aluminum alloy // Materials. 2019. Vol. 12. No. 24. 4211. https://doi.org/10.3390/ma12244211
13. Kondrat’ev S.Y., Morozova Y.N., Golubev Y.A. et al. Microstructure and mechanical properties of welds of Al-Mg-Si alloys after different modes of impulse friction stir welding. Metal Science and Heat Treatment. 2018. Vol. 59. No. 11–12, pp. 697–702. DOI: 10.1007/s11041-018-0213-6
14. Овчинников В.В., Дриц А.М. Технологические особенности сварки трением с перемешиванием соединений алюминиевых сплавов системы Al-Mg // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2019. № 3 (93). С. 4–11.
15. Муравьев В.И., Бахматов П.В., Мелкоступов К.А. К вопросу актуальности исследования сварки трением с перемешиванием конструкций из высокопрочных алюминиевых сплавов // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2010. Т. 1. № 2. С. 110–125.
16. Yang C., Ni D.R., Xue P. Et al. A comparative research on bobbin tool and conventional friction stir welding of Al-Mg-Si alloy plates. Materials Characterization. 2018. Vol. 145, pp. 20–28. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2018.08.027
17. Ребрин М.М. Особенности и технологические возможности сварки трением с перемешиванием в промышленности // Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация. 2020. № 1. С. 76–84.
18. Бакшаев В.А., Васильев П.А. Сварка трением с перемешиванием в производстве крупногабаритных изделий из алюминиевых сплавов // Цветные металлы. 2014. № 1. С. 75–80.
19. Иванов С.Ю., Панченко О.В., Гинзбург С.А., Михайлов В.Г. Анализ локальных механических свойств сварных соединений Al-Mg-Si при сварке трением с перемешиванием // Сварочное производство. 2018. № 6. С. 27–31.
20. Овчинников В.В., Антонов А.А. Особенности свариваемости алюминиевого сплава 1913 в условиях сварки плавлением и трением с перемешиванием // Заготовительные производства в машиностроении. 2018. Т. 16. № 1. С. 13–20.
21. Ovchinnikov V.V., Sbitnev A.G., Polyakov D.A. Effect of fusion welding on the properties of 1915T aluminum alloy joints. Russian Metallurgy (Metally). 2023, pp. 736–742. https://doi.org/10.1134/S0036029523060344
22. Алифиренко Е.А., Шишенин Е.А. Перспективы снижения веса корпусных и надстроечных конструкций при использовании сварных крупногабаритных облегченных панелей, полученных методом сварки трением с перемешиванием // Труды Крыловского государственного научного центра. 2019. № 81. С. 49–52.
23. Людмирский Ю.Г., Котлышев Р.Р. Сварка трением с перемешиванием в строительстве // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2010. № 3. С. 15–22.
24. Овчинников В.В. Перспективы развития высокотехнологичных деформируемых сплавов для сварных конструкций. Ч. 1 // Машиностроение и инженерное образование. 2017. № 2. С. 24–38.
25. Овчинников В.В. Перспективы развития высокотехнологичных деформируемых сплавов для сварных конструкций. Ч. 2 // Машиностроение и инженерное образование. 2017. № 3. С. 22–39.
26. Овчинников В.В. Перспективы развития высокотехнологичных деформируемых сплавов для сварных конструкций. Ч. 3 // Машиностроение и инженерное образование. 2017. № 4. С. 44–60.
27. Hori H., Komoto T. Friction welding with mixing sheet aluminum // Welding Technology. 2010. Vol. 58. No. 6. pp. 48–53. DOI: 10.1080/09507116.2022.2049126
28. Wang C., Cui H., Tang X. et al. Friction-stir welding of a wrought Al-Si-Mg alloy in as-fabricated and heat-treatment states // Materials. 2020. Vol. 13. No. 4. p. 861.
29. Yang C., Zhang J.F., Ma G.N. et al. Microstructure and mechanical properties of double-side friction stir welded 6082 AL ultra-thick plates // Journal of Materials Science and Technology. 2020. Vol. 41, pp. 105–116. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2019.10.005
30. Ильющенко А.Ф., Радченко А.А., Шевцов А.И., Бубен Д.В. Исследование влияния параметров процесса СТП на качество и свойства нахлесточных сварных соединений из тонких алюминиевых (AW 6062-T6) профилей разной толщины // Порошковая металлургия: Республиканский межведомственный сборник научных трудов. Минск, 2019. С. 197–202.
31. Алферова Е.А., Лычагин Д.В. Связь показателя Хёрста и эффективности самоорганизации деформируемой системы // Журнал технической физики. 2018. Т. 88. № 4. С. 555–560.
2. Белов Н.А., Наумова Е.А., Акопян Т.К. Эвтектические сплавы на основе алюминия: новые системы легирования. М.: Руда и металлы, 2016. 256 с.
3. Дриц А.М., Овчинников В.В. Сварка алюминиевых сплавов. М.: Руда и металлы, 2020. 476 с.
4. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 8. С. 7–17.
5. International Patent Application No. PCT/GB92/02203, GB Patent Application No. 9125978.8. Thomas W.M., Nicholas E.D., Needham J.C. et al. 1991.
6. Курицын Д.Н., Шахривар С.М., Моени Табатабаи Д.С. Технологическая экспертиза производственной целесообразности применения сварки трением с перемешиванием в специальных задачах аэрокосмического производства. Космонавтика: наука и образование. Сб. материалов Всероссийской научной конференции, 2019. С. 83–90.
7. Ищенко А.Я., Подъельников С.В., Покляцкий А.Г. Сварка трением с перемешиванием алюминиевых сплавов (обзор) // Автоматическая сварка. 2007. № 11. С. 32–38.
8. Мироненко В.Н., Барабохин Н.С. Структура, свойства и механизм соединения алюминиевых сплавов при ротационной сварке трением // Деформация и разрушение материалов. 2008. № 5. С. 37–41.
9. Scialpi A., De Filippis L., Cavaliere P. Influence of shoulder geometry on microstructure and mechanical properties of friction stir welded 6082 aluminum alloy. Materials & Design. 2007. No. 28. 1124. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2006.01.031
10. Mroczka K., Pietras A. FSW characterization of 6082 aluminum alloy sheets. Archives of Materials Science and Engineering. 2008. No. 40, p. 104.
11. Enab A. El-Danaf, Magdy M. El-Rayes. Microstructure and mechanical property of friction stir welded 6082 AA in as welded and post weld heat treated conditions // Materials and Desing. 2013. Vol. 46, pp. 561–572.
12. Naumov A., Rylkov E., Isupov F., Rudskoy A. et al. Metallurgical and mechanical characterization high-speed friction stir welded AA6082 T6 aluminum alloy // Materials. 2019. Vol. 12. No. 24. 4211. https://doi.org/10.3390/ma12244211
13. Kondrat’ev S.Y., Morozova Y.N., Golubev Y.A. et al. Microstructure and mechanical properties of welds of Al-Mg-Si alloys after different modes of impulse friction stir welding. Metal Science and Heat Treatment. 2018. Vol. 59. No. 11–12, pp. 697–702. DOI: 10.1007/s11041-018-0213-6
14. Овчинников В.В., Дриц А.М. Технологические особенности сварки трением с перемешиванием соединений алюминиевых сплавов системы Al-Mg // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2019. № 3 (93). С. 4–11.
15. Муравьев В.И., Бахматов П.В., Мелкоступов К.А. К вопросу актуальности исследования сварки трением с перемешиванием конструкций из высокопрочных алюминиевых сплавов // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2010. Т. 1. № 2. С. 110–125.
16. Yang C., Ni D.R., Xue P. Et al. A comparative research on bobbin tool and conventional friction stir welding of Al-Mg-Si alloy plates. Materials Characterization. 2018. Vol. 145, pp. 20–28. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2018.08.027
17. Ребрин М.М. Особенности и технологические возможности сварки трением с перемешиванием в промышленности // Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация. 2020. № 1. С. 76–84.
18. Бакшаев В.А., Васильев П.А. Сварка трением с перемешиванием в производстве крупногабаритных изделий из алюминиевых сплавов // Цветные металлы. 2014. № 1. С. 75–80.
19. Иванов С.Ю., Панченко О.В., Гинзбург С.А., Михайлов В.Г. Анализ локальных механических свойств сварных соединений Al-Mg-Si при сварке трением с перемешиванием // Сварочное производство. 2018. № 6. С. 27–31.
20. Овчинников В.В., Антонов А.А. Особенности свариваемости алюминиевого сплава 1913 в условиях сварки плавлением и трением с перемешиванием // Заготовительные производства в машиностроении. 2018. Т. 16. № 1. С. 13–20.
21. Ovchinnikov V.V., Sbitnev A.G., Polyakov D.A. Effect of fusion welding on the properties of 1915T aluminum alloy joints. Russian Metallurgy (Metally). 2023, pp. 736–742. https://doi.org/10.1134/S0036029523060344
22. Алифиренко Е.А., Шишенин Е.А. Перспективы снижения веса корпусных и надстроечных конструкций при использовании сварных крупногабаритных облегченных панелей, полученных методом сварки трением с перемешиванием // Труды Крыловского государственного научного центра. 2019. № 81. С. 49–52.
23. Людмирский Ю.Г., Котлышев Р.Р. Сварка трением с перемешиванием в строительстве // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2010. № 3. С. 15–22.
24. Овчинников В.В. Перспективы развития высокотехнологичных деформируемых сплавов для сварных конструкций. Ч. 1 // Машиностроение и инженерное образование. 2017. № 2. С. 24–38.
25. Овчинников В.В. Перспективы развития высокотехнологичных деформируемых сплавов для сварных конструкций. Ч. 2 // Машиностроение и инженерное образование. 2017. № 3. С. 22–39.
26. Овчинников В.В. Перспективы развития высокотехнологичных деформируемых сплавов для сварных конструкций. Ч. 3 // Машиностроение и инженерное образование. 2017. № 4. С. 44–60.
27. Hori H., Komoto T. Friction welding with mixing sheet aluminum // Welding Technology. 2010. Vol. 58. No. 6. pp. 48–53. DOI: 10.1080/09507116.2022.2049126
28. Wang C., Cui H., Tang X. et al. Friction-stir welding of a wrought Al-Si-Mg alloy in as-fabricated and heat-treatment states // Materials. 2020. Vol. 13. No. 4. p. 861.
29. Yang C., Zhang J.F., Ma G.N. et al. Microstructure and mechanical properties of double-side friction stir welded 6082 AL ultra-thick plates // Journal of Materials Science and Technology. 2020. Vol. 41, pp. 105–116. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2019.10.005
30. Ильющенко А.Ф., Радченко А.А., Шевцов А.И., Бубен Д.В. Исследование влияния параметров процесса СТП на качество и свойства нахлесточных сварных соединений из тонких алюминиевых (AW 6062-T6) профилей разной толщины // Порошковая металлургия: Республиканский межведомственный сборник научных трудов. Минск, 2019. С. 197–202.
31. Алферова Е.А., Лычагин Д.В. Связь показателя Хёрста и эффективности самоорганизации деформируемой системы // Журнал технической физики. 2018. Т. 88. № 4. С. 555–560.
Для цитирования: Шувалов А.Н., Корнев О.А., Ермаков В.А. Физико-механические свойства стыковых сварных соединений алюминиевых сплавов // Жилищное строительство. 2024. № 4. С. 13–22. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2024-4-13-22