Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 4

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 4 2019 87 MATERIAL SCIENCE Рис. 1. Сборка медного компенсатора: cхема ( а ) и фотография ( б ) сборки медного компенсатора, подготовлен- ной к сварке трением с перемешиванием: 1 – накладная медная пластина; 2 – контактная пластина; 3 – пакет медной фольги; 4 – места внедрения СТП-инструмента; h – глубина проникновения СТП-инструмента Fig. 1. Сopper compensator assembly: the scheme ( a ) and photography ( б ) of assembly preparation for friction stir welding: 1 – cover copper plate; 2 – contact plate; 3 – copper foil package; 4 – FSW-tool introduction point; h – depth of tool penetration а б Рис. 2. Схема формирования пакетного медного компенсатора методом сварки трением с перемеши- ванием: 1 – СТП-инструмент; 2 – зоны перемешивания (ядро свар- ного соединения); 3 – направление вращения инструмента; 4 – нагружающее усилие; 5 – направление сварки Fig. 2. The scheme of copper compensator friction stir welding: 1 – FSW-tool; 2 – stir zone (weld nugget); 3 – rotation direction; 4 – load; 5 – welding direction готового компенсатора механическим способом вырезали образец, затем на его боковых поверх- ностях подготавливались металлографические шлифы с использованием шлифовальной бу- маги различной зернистости и алмазной пасты. Микроструктура выявлялась после химического травления полированных шлифов 40 %-м во- дным раствором азотной кислоты. Исследование структуры проводили на ме- таллографическом микроскопе АЛЬТАМИ МЕТ 1С и растровом электронном микроскопе Zeiss LEO EVO 50. Микротвердость измерялась на микротвердомере Duramin 5 при нагрузке 50 г. Механические свойства соединения оценивали при испытаниях на растяжение на универсаль- ной испытательной машине УТС 110 M-100. Результаты и их обсуждение На рис. 3 представлена макроструктура не- разъемного соединения монолитной пластины и пакета фольг медного компенсатора в попереч- ном сечении. Неразъемное соединение получе- но двусторонней СТП. Как видно, в данном типе неразъемного соединения реализуется сплош- ность контакта (без полостей и пор) от каждой из фольг пакета к монолитной контактной пла- стине через припой и структурные зоны СТП- соединения. По отсутствию характерных кон- трастов можно утверждать, что в процессе СТП не произошло формирование интерметаллидных соединений во всех структурных зонах соедине- ния. Это обусловлено несколькими факторами. Во-первых, в исходном материале заготовок из меди марки М1 фактическое содержание при- месей не превышает 0,01 % вес. Во-вторых, выбранный в данном эксперименте припой со- стоит из химических элементов, не образующих интерметаллидых соединений с медью. Кроме того, в процессе СТП формирование соединения происходит в твердой фазе без плавления мате-