Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 4

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 4 2019 89 MATERIAL SCIENCE ставлена более тонкими слоями как меди, так и припоя. При этом стоит отметить, что в большей степени припой переносится в область отступа- ющей стороны шва, т. е. стороны, граничащей с материалом монолитной медной пластины (ОС на рис. 5). Неравномерность распределения при- поя в зоне перемешивания подтверждается и ре- зультатами элементного анализа (см. таблицу). Результаты элементного анализа припоя в разных участках зоны перемешивания, ат.% Elemental analysis results of solder in different parts of the stir zone, at.% Участок ЗП Фосфор, P Медь, Сu Центр 4,58 95,42 НС 7,65 93,68 ОС 14,52 85,48 Верх 8,96 91,04 Можно отметить, что в разных участках шва соотношение меди и фосфора в слоях припоя от- личается. Из этого можно сделать вывод, что в процессе СТП имеет место взаимная диффузия перемешиваемых материалов, причем интенсив- ность диффузионных процессов изменяется при удалении от стержня инструмента. Это обуслов- лено, прежде всего, сложным характером термо- механического воздействия в процессе сварки. Измерение микротвердости материала ком- пенсатора было проведено в разных участках сварного шва вдоль линий, показанных на рис. 6. Полученные данные также демонстриру- ют неоднородность распределения припоя в сварном соединении. Как видно из рис. 7, наи- большая микротвердость наблюдается в цен- тральной части зоны перемешивания верхнего прохода за счет скопления крупных ламелей припоя, что было показано на электронно-микро- скопическом изображении (рис. 5). В переходной зоне между верхним и нижним проходом микро- твердость распределена более равномерно, по- скольку материал в данной области испытывал повторное термомеханическое воздействие и перемешивание инструментом. Стоит также отметить, что микротвердость материала с от- ступающей стороны шва выше, чем с наступа- ющей, что подтверждают результаты микроско- пического и элементного анализа, приведенные выше. При этом средний уровень микротвер- Рис. 6. Схема измерения микротвердо- сти. Отрезками I, II и III показаны траек- тории, вдоль которых проводились изме- рения микротвердости с шагом 0,25 мм Fig. 6. Microhardness measurement sche- me. Sections I, II and III show the trajec- tories along which the microhardness was measured in 0.25 mm increments Рис. 7. Распределение микротвердости в сварном соединении медного компенсатора вдоль траекторий I, II и III Fig. 7. Microhardness of the copper compensator weld joint along trajectories I, II and III дости в зоне перемешивания (0,9 ГПа) хорошо коррелирует с аналогичными характеристика- ми меди марки М1 после интенсивной пласти- ческой деформации методом радиально-сдви- говой прокатки [20]. Механические испытания демонстрируют высокую способность материала компенсатора сопротивляться растягивающим нагрузкам. Как видно из диаграммы нагружения (рис. 8), раз- рушение компенсатора происходит не по свар- ному соединению, а последовательным разры- вом фольг в пакете. Каждому падению нагрузки