On the problem of tool destruction when obtaining fixed joints of thick-walled aluminum alloy blanks by friction welding with mixing

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 3 2021 74 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Рис . 1. Схема сварки трением с перемешиванием в продольном сечении ( а ), вырезки металлографических образцов после разрушения инструмента в продольном сечении ( б ) и поперечном сечении ( в ): 1 – зона перемешивания ; 2 – пин инструмента ; 3 – нагружающее усилие инструмента ; 4 – направление перемещения инструмента ; 5 – основной металл ; 6 – продольный металлографический шлиф ; 7 – застрявший обломок инструмента ; 8 – зона перемешивания оставшейся части инструмента ; 9 – оставшаяся часть инструмента ; 10 – поперечный металло - графический шлиф Fig. 1. Scheme of friction stir welding in the longitudinal section ( a ), cutting of metallographic samples after tool destruction in the longitudinal section ( б ) and transverse section ( в ): 1 – stir zone; 2 – tool pin; 3 – tool loading force; 4 – direction of tool movement; 5 – base metal; 6 – longitudinal metallographic section; 7 – a stuck piece of tool; 8 – stir zone of remaining tool part; 9 – remaining tool part; 10 – transverse metallographic section Параметры сварки трением с перемешиванием Friction stir welding parameters Номер образца / Sample number Нагружающее усилие P , кг / Loading force P , kg Скорость перемещения инструмента , V , мм / мин / Tool travel speed, V , mm/min Скорость вращения инструмента ,  , об / мин / Tool rotation rate,  , rpm Угол наклона инструмента , град / Tool pitch angle, Deg 1 3700 60 300 2,5 2 3900 65 300 2,5 3 4100 60 280 2,5 4 4100 60 260 2,5 а б в травились в водном растворе азотной кислоты HNO 3 . Металлографические исследования про - водились на оптическом микроскопе Альтами МЕТ 1 С . Результаты и их обсуждение В результате методом сварки трением с пере - мешиванием были получены образцы сварных соединений с использованием четырех режи - мов , отличающихся нагружающим усилием и скоростями сварки ( скоростью перемещения и скоростью вращения инструмента ). На рис . 2 показаны панорамные изображения зоны пере - мешивания образцов в поперечном сечении . При сварке образцов 2 и 4 произошло разрушение инструмента , причем в образце 2 – на ранней стадии процесса . В связи с этим на рис . 2, б по -