Features of structure formation processes in AA2024 alloy joints formed by the friction stir welding with bobbin tool

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 2 2021 101 MATERIAL SCIENCE Рис . 2. Схема резки для исследований структуры сварного соединения : CTR/BDR – продольное сечение центральной / подплечевой области ; IN/OUT – начальный / конечный участок ; TD – поперечное сечение Fig. 2. Cutting scheme for investigation of a joint’s structure: CTR/BDR longitudinal section of cen- tral/sub-shoulder zone; IN/OUT – initial/outgoing section; TD – transversely-directed cross-section вой зоне соединения между зонами воздействия стержня и плечевых частей сварочного инстру - мента (BDR, рис . 2). Были исследованы также несколько поперечных сечений сварного соеди - нения (TD 1...3, рис . 2). Образцы для анализа ма - кро - и микроструктуры механически шлифова - ли и полировали , после чего химически травили с помощью реактива Келлера (2 мл HF, 3 мл HCl, 5 мл HNO 3 и 190 мл H2O) и исследовали на оп - тическом микроскопе Altami MET-1C. Размеры зерен определялись методом произвольных се - кущих . Измерения микротвердости материала производили по ГОСТ 9450–76 с помощью твер - домера Duramin 5 при нагрузке 50 гс . В каче - стве индентора использовали четырехгранную алмазную пирамиду . Обработка и визуализация полученных данных проводилась с помощью программного пакета Origin. Результаты и обсуждения Внешний вид зоны входа инструмента в на - чале неразъемного соединения приведен на рис . 3, а . В обычных условиях , когда стержень инструмента полностью погружен в материал , пластифицированный металл непрерывно пе - реносится с наступающей стороны (advancing side, AS) на отступающую сторону соединения (retreating side, RS) перед стержнем и обратно позади него [20]. Это связано с тем , что объ - ем пластифицированного металла ограничен плечевой частью инструмента и неразогретым металлом заготовки , вследствие чего происхо - дит направленная адгезионно инициированная экструзия материала с отступающей стороны в зону за инструментом . При вхождении инстру - мента в свариваемый материал пространство позади стержня металлом заготовки не ограни - чено , поэтому с отступающей стороны проис - ходит интенсивная ненаправленная экструзия пластифицированного металла . Она обусловле - на контактом материала с вращающимся инстру - ментом , когезионным взаимодействием между исходным и пластифицированным материалом , а также интенсивным переносом пластифици - рованного материала с наступающей стороны на отступающую в зоне перед инструментом . В результате с отступающей стороны форми -