Effect of Friction Stir Welding Mode and its Direction Relative to the Rolling Direction of 2024 Alloy on the Structure and Mechanical Properties of its Weld Joints

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 4 2020 115 MATERIAL SCIENCE Рис . 4. Макроструктура сварных соединений , сваренных по режимам 1–6 вдоль ( a ) и поперек ( б ) направления прокатки исходного материала Fig. 4. Macrostructure of joints that are welded in conditions 1–6 longitudinally ( a ) and transversely ( б ) to the direction of base metal rolling а б поперек зерен свариваемого материала наблю - дается снижение величины крутящего момента и усилия сварки , что , по - видимому , связано с ориентацией зерен относительно направления сварки . Схожие эффекты отмечены и при выпол - нении сварки по режиму 6 ( рис . 2, 3, кривые 6 ). На рис . 4 приведена макроструктура исследу - емых сварных соединенийвпоперечномсечении . На изображениях видно , что в материале всех исследуемых сварных соединений выделяется зона перемешивания (SZ) и граничащая с ней зона термомеханического воздействия (TMAZ), а также отсутствуют видимые структурные дефекты , что означает отсутствие в режимах сварки 1–6 критических значений параметров . В зоне SZ соединений , полученных по режимам 1–3, видны кольцевые структурные образования , так называемые onion rings [21]. При повышении интенсивности термомеха - нического воздействия ( режимы 4–6) эти образо - вания становятся менее выраженными . На рис . 5 приведена микроструктура зон SZ и TMAZ со - единений , полученных по режимам 1 и 6, в кото - рых четко просматривается ориентированность деформирования материала , обусловленная его взаимодействием с инструментом . При режиме сварки 1 она является более выраженной . При проведении тепловизионного контроля были получены температурные профили про - цессов СТП по режимам 1–6 ( рис . 6). Анализ профилей показал , что при режимах 1–2 с низкой интенсивностью термомеханического воздей - ствия процесс сварки начинается при темпера - туре 350…380 º С и завершается при температу - ре 400…420 º С . С повышением скорости сварки и усилия внедрения инструмента при режимах