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 76 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ тура с дефектами туннельного типа и пустотами . Высокие скорости сварки при относительно низ - ком нагружающем усилии привели к тому , что в верхней части образца тепловые условия форми - рования слоев переноса были нарушены . В свою очередь , это повлекло за собой ухудшение ад - гезионного взаимодействия в процессе сварки . Однако в данном случае разрушения инструмен - та не произошло , тогда как при сварке образца 2, полученного при более высоких нагружающем усилии и скорости перемещения , разрушение произошло на начальном этапе сварки . На рис . 3 показан обломок инструмента в образце 2 и про - дольное сечение зоны перемешивания , сформи - рованной оставшейся частью инструмента . Как видно из рис . 3, увеличение нагрузки позволило устранить дефект в зоне под плеча - ми инструмента , но , вероятно , повысило сопро - тивление основного металла инструменту при перемещении в процессе сварки . Рис . 3, б , вы - полненный в продольном сечении образца , под - тверждает влияние канавок инструмента на фор - мирование отдельных потоков материала вокруг инструмента . Следовательно , локальные потоки металла воздействуют на зону канавок и создают там напряжения , касательные к их поверхности . В образце 4 , изготовленном при высоком на - гружающем усилии , но более низких скоростях перемещения и вращения инструмента , наблю - дается аналогичная картина . Из рис . 4 видно , что до разрушения инструмента зона переме - шивания формировалась отдельными потоками материала , образованными плечами ( 1 , рис . 4, а ) и канавками инструмента , при этом высота сло - ев переноса уменьшается к середине сварного шва 3 и снова немного возрастает к нижней ча - сти 4 . Таким образом , действие локальных по - токов материала в области канавок инструмента протекает независимо от выбранного режима , но его интенсивность определяется как нагружаю - щим усилием , так и скоростями сварки . При этом образец 3 , изготовленный при на - гружающем усилии и скорости перемещения ин - струмента как у образца 4 (4100 кг и 60 мм / мин соответственно ), но при большей скорости вра - щения (280 об / мин против 260 об / мин ) демон - Рис . 3. Поперечное сечение образца 2 с застрявшим обломком инструмента ( а ) и продольное сечение образца 2 в зоне выхода инструмента ( б ): 1 – зона перемешивания , сформированная плечами инструмента ; 2 – зоны перемешивания , образованные канавками инструмента Fig. 3. Cross-section of sample No. 2 with the stuck piece of tool ( а ) and longitudinal cross–section of sample No. 2 in the tool outlet zone ( б ): 1 – stir zone formed by tool shoulders; 2 – stir zones formed by tool grooves а б