Investigations on ultrasonic vibration-assisted friction stir welded AA7075 joints: Mechanical properties and fracture analysis

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 2 2024 10 ТЕХНОЛОГИЯ Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Химический состав инструмента H13 для сварки трением с перемешиванием (% масс.) Chemical composition of H13 FSW tool (% weight) Elements / Элемент Cr Mo Si V C Ni Cu Mn P S % weight / % масс. 4,75 1,10 0,80 0,80 0,32 0,3 0,25 0,2 0,03 0,03 Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Химический состав сплава АА7075 (% масс.) Chemical composition of AA7075 alloy (% weight) Elements / Элементы % weight / % масс. Elements / Элементы % weight / % масс. Elements / Элементы % weight / % масс. Elements / Элементы % weight / % масс. Si 0,069 Mn 0,006 Ni 0,012 Ti 0,028 Fe 0,204 Mg 2,33 Pb 0,012 Cr 0,195 Cu 1,64 Zn 5,28 Sn < 0,005 Al 90,22 позволяющий расширять амплитуду и фокусировать энергию на линии сварки двух пластин. Эта энергия передавалась локализованным заготовкам в окрестностях и перед инструментом FSW с помощью сонотрода. В процессе сварки применялась выходная мощность 1,2 кВт и частота ультразвуковых колебаний 20 кГц. При отсутствии нагрузки использовалась амплитуда вибрации 24 мкм. Сонотрод размещали под углом 45° к плоскости заготовки и на расстоянии 20 мм от FSW-инструмента. Инструмент с поступательным и вращательным движением обеспечивает термомеханическое воздействие по траектории сварки. Профиль рабочего инструмента, изготовленного из инструментальной стали типа Н13 в форме конуса с резьбой и плоским заплечиком, изображен на рис. 3. Осевая нагрузка на рабочую поверхность передается заплечиком инструмента. Разупрочненный материал с помощью рабочего инструмента переносится в сварочную ванну. В табл. 1 и 2 представлен химический состав инструмента и материала заготовки соответственно. В настоящем исследовании в качестве послесварочной обработки выбран процесс дробеструйной обработки. Экспериментальная установка и параметры дробеструйной обработки представлены на рис. 4. Микроструктура подвергнутых дробеструйной обработке UVaFSW-соединений на различных участках сварного шва и течение материала в ядре сварной точки исследованы с помощью РЭМ-изображений. Механические характеристики соединения, такие как временное сопротивление разрушению, микротвердость в ядре сварной точки, зона термомеханического воздействия (ЗТМВ), ЗТВ, основной металл и шероховатость поверхности (ШП), Рис. 3. Инструмент с конической резьбой (все размеры указаны в мм) Fig. 3. Conical threaded pin type tool (all dimensions are in mm)

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1