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

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 2 2024 16 ТЕХНОЛОГИЯ Рис. 9. РЭМ-изображения поверхности излома UVaFSWed-соединений AA7075, подвергнутых дробеструйной обработке Fig. 9. SEM images of fractured surface of shot peened UVaFSWed joint of AA7075 25]. Следовательно, по временному сопротивлению разрушению и микротвердости в различных зонах сварного шва UVaFSW-соединения после дробеструйной обработки превосходят обычные FSW-соединения. Исследователи наблюдали различный характер разрушения UVaFSW-соединений после дробеструйной обработки. Причина этого связана с выделением тепла во время процесса. Двойной эффект ультразвуковых колебаний и выделяющейся при трении теплоты, создаваемый заплечиком инструмента, приводит к выделению большего количества тепла при UVaFSW. Чем выше тепловыделение, тем больше пластическая деформация и текучесть материала, что в конечном итоге приводит к более высоким значениям временного сопротивления разрушению и микротвердости. Кроме того, группа исследователей отметила корреляцию между большими и равноосными ямками, наблюдаемыми на поверхности излома, с более высокими значениями временного сопротивления разрушению и микротвердости FSW-соединений [26–28]. Течение материала в UVaFSW-соединениях AA7075 В процессе сварки трением с перемешиванием (FSW) качество сварного шва зависит от течения пастообразного материала под инструментом. На рис. 10 показано движение материала в ядре сварной точки для UVaFSW-соединений AA7075-T651, подвергнутых дробеструйной обработке, при проходе P9. При указанном проходе наблюдалось ламинарное течение материала. Микроструктура UVaFSW-соединений AA7075-T651, подвергнутых дробеструйной обработке, при проходе P9 лишена дефектов и пористости по сравнению с традиционными FSWсоединениями [22–25]. На рис. 10 показано, что поток материала является однонаправленным, это указывает на правильное перемешивание материала в ядре сварной точки. Правильное смешивание материала улучшает механические свойства соединений. За счет ультразвуковых колебаний устраняются туннельные дефекты и микропустоты, улучшается сплавление между материалами. Это приводит к более высоким механическим свойствам по сравнению с обычными FSW-соединениями. Рис. 10. Течение материала UVaFSW-соединения AA7075, подвергнутого дробеструйной обработке Fig. 10. Material fl ow of shot-peened UVaFSWed AA7075 joint В настоящем исследовании было отмечено, что UVaFSW-соединения AA7075-T651 после дробеструйной обработки демонстрируют превосходные механические свойства, благоприятную микроструктуру и поведение при разрушении пластичного типа по сравнению с обычными FSW-соединениями. Однако комбинация дробеструйной обработки и UVaFSW дала еще лучшие результаты. Необходимы дополнительные исследования для оптимизации комбинации UVaFSW и дробеструйной обработки с учетом различных промежуточных слоев, параметров процесса и геометрии рабочего инструмента.

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1