Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 2 2019 44 ТЕХНОЛОГИЯ Рис. 3. Схема процесса сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием: 1 – образец; 2 – рабочий стол; 3 – подложка; 4 – прижимные планки; 5 – фиксаторы; 6 – сонотрод первой ступени; 7 – сонотрод второй ступени; 8 – магнитостриктор; 9 – фиксирующий болт; 10 – соединительный винт; 11 – сварочный инструмент; 12 – сварное соединение Fig. 3. Flowchart of ultrasonic-assisted friction stir welding process: 1 – workpiece; 2 – welding table; 3 – backing plate; 4 – clamping plates; 5 – fixing clamps; 6 – first-stage sonotrode; 7 – second-stage sonotrode; 8 – magnetostrictor; 9 – fixing bolt; 10 – joining screw; 11 – weld- ing tool; 12 – weld seam на заданную длину формировалось сварное со- единение. Данным способом были получены образцы сварных соединений из алюминиевого сплава Д16Т. Образцы получены при одинаковых па- раметрах как с приложением, так и без прило- жения ультразвуковых колебаний. Технологиче- ские параметры получения образцов приведены в таблице. Для оценки влияния ультразвукового воздей- ствия на механические свойства были проведены испытания образцов полученных соединений на одноосное растяжение. Значения предела проч- ности определены при растяжении со скоростью 15 мм/мин с использованием универсальной ис- пытательной машины УТС 110М-100. Для оценки интенсивности ультразвукового воздействия в процессе сварки трением с переме- шиванием были проведены измерения виброско- ростей по схеме, изображенной на рис. 2, в . Вслед- ствие того что измерить поле виброскоростей непосредственно в процессе сварки технически невозможно, измерения проводились в статиче- ских состояниях, когда сварочный инструмент оставался неподвижным, но был прижат к об- разцу с рабочим усилием сварки. Сканирование осуществлялось по лицевой поверхности об- разцов из листовых заготовок, закрепленных на сварочном столе стенда. Заготовки были выпол- нены из сплава АМг6 толщиной 5 мм с разме- рами 450 × 60 мм, стык заготовок располагался примерно посередине прямоугольной области сканирования с размерами 270 × 110 мм вдоль ее длинной стороны. При этом были смодели- рованы две ситуации. Первая соответствовала моменту перед началом сварки, когда образец состоит из двух отдельных заготовок, и инстру- мент прижат к образцу с рабочим усилием свар- ки через проставку (рис. 4, а ). Вторая ситуация соответствовала моменту времени в процессе сварки, когда сварной шов уже частично сфор- мирован, а инструмент погружен в материал.