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

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 4 2020 116 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 3–4 температура начала процесса возрастает до величин 380…400 º С , а температура завершения – до 460…470 º С . Разница температур начала и конца процесса сварки объясняется постепен - ным накоплением тепла в свариваемом матери - але , которое вносит свой вклад в температурный режим СТП . Следует отметить , что кривые про - филя режимов 1–4 имеют форму , указывающую на колебания температуры во время сварки , ко - торые характеризуются большими величинами амплитуды и периода . В сочетании с наличием onion rings в структуре соединения ( рис . 4) это позволяет сделать вывод о недостаточной сте - пени пластификации материала при указанных режимах сварки . При повышении интенсивности термомеха - нического воздействия ( режимы 5–6) температу - ра начала сварки составляет 400–450 º С , а при завершении она достигает значений 500–510 º С . Следует отметить снижение периода и ампли - туды колебаний температуры на кривых темпе - ратурных профилей , а также устранение onion rings в структуре соединений . Исходя из это - го , можно сделать вывод о достаточной степе - ни пластификации материала при температуре процесса СТП в диапазоне 450…500 º С . Кро - ме того , можно сделать вывод о приближении режимов 5–6 к некоему оптимальному режиму сварки , позволяющему получить сварное со - единение с качественной структурой и высо - кими прочностными характеристиками . Также следует отметить , что процесс сварки поперек направления прокатки исходного материала в среднем характеризуется температурой на 10…20 º С выше , чем процесс сварки вдоль на - правления прокатки . На рис . 7 приведены результаты испытаний на одноосное растяжение экспериментальных образцов , полученных на трех участках (0…25, 25…50 и 50…75 мм ), на протяженности иссле - дуемых сварных соединений и соответствую - щие им значения параметров процесса СТП : крутящего момента , усилия сварки и температу - ры материала за инструментом . Рис . 5 . Микроструктура SZ и границ SZ/TMAZ сварных соединений , сваренных вдоль направления прокатки исходного материала по режимам 1 ( а ) и 6 ( б ) Fig. 5. Microstructure of SZ and SZ/TMAZ boundaries of joints that are welded longitudinally to the direction of base metal rolling in conditions 1 ( a ) and 6 ( б ) а б