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

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 2 2021 111 MATERIAL SCIENCE чем на отступающей стороне , что связано с вы - шеуказанными различиями термомеханических процессов на соответствующих сторонах и , сле - довательно , разным температурным воздействи - ем на материал . Средний размер зерна основного металла находится в пределах 40…45 мкм , зоны термомеханического влияния – 40,9 мкм , а зоны перемешивания – 2,7 мкм . Уменьшение раз - мера зерна в зоне перемешивания благоприятно влияет на характеристики механических свойств исходя из барьерного эффекта Холла - Петча . Но наиболее существенным эффектом упрочнения в данном случае может служить формирование пересыщенного твердого раствора за счет рас - творения частиц вторичных фаз и обогащения алюминиевой матрицы легирующими элемен - тами [10]. Это подтверждается и разбросом из - меренных значений микротвердости , которые превышают интервалы погрешности в связи с по - паданием индентора в частицы вторичных фаз . Выводы Условия формирования сварного соедине - ния в процессе BFSW определяются тепловло - жением в свариваемый материал , его фрагмен - тацией и пластическим течением по контуру инструмента , которые зависят от соотношения скоростей вращения и перемещения сварочно - го инструмента . Сопутствующие механизмы формирования соединения основаны на соче - тании равнозначимых процессов адгезионного взаимодействия в системе « инструмент – мате - риал » и экструзивного выдавливания металла в зону за сварочным инструментом . В сочетании с условиями теплоотвода и конфигурацией си - стемы « инструмент – материал » это приводит к экструзии материала из сварного соединения и его разуплотнению . Результатом является фор - мирование протяженных дефектов , при этом в конце сварного соединения характерный дефект формируется независимо от режима сварки . По - вышение скорости перемещения инструмента способствует снижению удельного тепловло - жения , но при сварке протяженных соединений из - за характерных условий теплоотвода коли - чество тепла , выделяющегося в соединении , возрастает . В результате происходит изменение условий протекания процессов адгезионного взаимодействия и экструзивного выдавлива - ния , что приводит либо к росту уже имеющихся , либо к формированию новых дефектов . C уче - том комплексности механизмов формирования структуры сварных соединений способом BFSW получение бездефектных сварных соединений подразумевает обязательное использование раз - личных методов неразрушающего контроля в сочетании с адаптивным регулированием техно - логических параметров непосредственно в ходе сварочного процесса . Список литературы 1. The use of bobbin tools for friction stir welding of aluminium alloys / P.L. Threadgill, M.M.Z. Ahmed, J.P. Martin, J.G. Perrett, B.P. Wynne // Materials Sci- ence Forum. – 2010. – Vol. 638–642. – P. 1179–1184. – DOI: 10.4028/www.scienti fi c.net/MSF.638-642.1179. 2. Fuse K., Badheka V. Bobbin tool friction stir weld- ing: a review // Science and Technology of Welding and Joining. – 2019. – Vol. 24 (4). – P. 277–304. – DOI: 10.1 080/13621718.2018.1553655. 3. Microstructural characteristics and mechanical properties of friction stir welded thick 5083 aluminum alloy / M. Imam, Y. Sun, H. Fujii, N. Ma, S. Tsutsumi, H. Murakawa // Metallurgical and Materials Transac- tions A. – 2017. – Vol. 48. – P. 208–229. – DOI: 10.1007/ s11661-016-3819-6. 4. Simulation on the temperature fi eld of bobbin tool friction stir welding of AA 2014 aluminium al- loy / X.M. Liu, J.S. Yao, Y. Cai, H. Meng, Z.D. Zou // Applied Mechanics and Materials. – 2013. – Vol. 433– 435. – P. 2091–2095. – DOI: 10.4028/www.scienti fi c. net/AMM.433-435.2091. 5. A comparative research on bobbin tool and conventional friction stir welding of Al-Mg-Si al- loy plates / C. Yang, D.R. Ni, P. Xue, B.L. Xiao, W. Wang, K.S. Wang, Z.Y. Ma // Materials Characteriza- tion. – 2018. – Vol. 145. – P. 20–28. – DOI: 10.1016/j. matchar.2018.08.027. 6. Bobbin and conventional friction stir welding of thick extruded AA6005-T6 pro fi les / M. Esmaily, N. Mortazavi, W. Osikowicz, H. Hindsefelt, J.E. Svens- son, M. Halvarsson, J. Martin, L.G. Johansson // Ma- terials and Design. – 2016. – Vol. 108. – P. 114–125. – DOI: 10.1016/j.matdes.2016.06.089. 7. Semi-stationary shoulder bobbin tool friction stir welding of AA2198-T851 / J. Goebel, M. Reimann, A. Norma, J.F. Dos Santos // Journal of Materials Pro- cessing Technology. – 2017. – Vol. 245. – P. 37–45. – DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2017.02.011. 8. Comparative study on local and global mechani- cal properties of bobbin tool and conventional friction stir welded 7085-T7452 aluminum thick plate / W. Xu,