Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 4 2020 110 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Влияние режима сварки трением с перемешиванием и ее направления относительно направления прокатки сплава Д 16 на структуру и свойства его сварных соединений Алексей Иванов 1, 2, а , * , Валерий Рубцов 1, 2, b , Евгений Колубаев 1, 2, c , Владимир Бакшаев 3, d , Иван Ивашкин 3, e 1 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН , пр . Академический , 2/4, Томск , 634055, Россия 2 Новосибирский государственный технический университет , пр . К . Маркса , 20, г . Новосибирск , 630073, Россия 3 ЗАО « Чебоксарское предприятие « Сеспель », ул . Ленинградская , 36, г . Чебоксары , 428021, Чувашская Республика , Россия а https://orcid.org/0000-0001-8959-8499, ivan@ispms.ru , b https://orcid.org/0000-0003-0348-1869, rvy@ispms.ru, c https://orcid.org/0000-0001-7288-3656, eak@ispms . ru, d https://orcid.org/0000-0001-9777-0164, bakshaevva@mail.ru , e https://orcid.org/0000-0001-8808-2183, ivashkin_in@mail.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2020 Том 22 № 4 с . 110–123 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.4-110-123 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.791.14:620.172.242 История статьи : Поступила : 01 сентября 2020 Рецензирование : 09 сентября 2020 Принята к печати : 17 сентября 2020 Доступно онлайн : 15 декабря 2020 Ключевые слова : Сварка трением с перемешиванием Параметры режима сварки Направление прокатки Алюминиевый сплав Финансирование : Работа выполнена в рамках комплекс - ного проекта « Создание производства высокотехнологичного крупногаба - ритного оборудования интеллекту - альной адаптивной сварки трением с перемешиванием для авиакосмиче - ской и транспортной отраслей РФ » ( соглашение о предоставлении суб - сидии от 22.11.2019 № 075-11-2019- 033), реализуемого ЗАО « Чебоксар - ское предприятие « Сеспель », НГТУ и ИФПМ СО РАН при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках постановления Правительства РФ от 09.04.2010 № 218. АННОТАЦИЯ Введение . Режим сварки трением с перемешиванием определяет характер термомеханического воз - действия на свариваемый материал , поэтому критическое изменение даже одного из параметров режима может привести к формированию дефектов и снижению прочности сварного соединения . Немаловаж - ным фактором также является ориентация свариваемого материала относительно направления сварки , поскольку она определяет кинетику деформирования материала и , как следствие , результирующую структуру и свойства . Исследования процессов сварки трением с перемешиванием в основном заключа - ются в анализе конечных свойств получаемых сварных соединений и их сопоставлении с параметрами режима сварки . Но для решения задачи получения прочных и качественных сварных соединений не - маловажной также является оценка сопротивления материала деформированию от воздействия свароч - ного инструмента , что достигается мониторингом ряда параметров непосредственно в процессе сварки . Целью работы является исследование влияния параметров режима сварки и ориентации структуры свариваемого материала на протекание процесса сварки трением с перемешиванием , а также на структу - ру и прочность получаемых сварных соединений алюминиевого сплава Д 16. Результаты и обсуждение . Посредством мониторинга крутящего момента и усилия сварки показано , что при повышении усилия внедрения инструмента сопротивление материала деформированию повышается . При сварке поперек направления прокатки исходного материала параметры крутящего момента и усилия сварки снижаются на 5…20 %. Повышение скорости сварки обеспечивает рост сопротивления материала перемещению инструмента , при этом направление сварки не оказывает значительного влияния . С повышением часто - ты вращения инструмента сопротивление материала деформированию снижается , а температура сварки повышается , что приводит к повышению степени пластификации материала и улучшению условий его массопереноса . Также показано , что режим сварки , позволяющий вести сварку сплава Д 16 при темпе - ратуре 450…500 º С , обеспечивает степень пластификации материала , при которой получаются сварные соединения с качественной структурой и высокими механическими свойствами . В этих условиях направление сварки относительно направления прокатки исходного материала оказывает влияние : при сварке вдоль направления прокатки предел прочности соединения достигает значения 92 %, а при сварке поперек – 95 % от предела прочности исходного материала . Для цитирования : Влияние режима сварки трением с перемешиванием и ее направления относительно направления прокатки сплава Д 16 на структуру и свойства его сварных соединений / А . Н . Иванов , В . Е . Рубцов , Е . А . Колубаев , В . А . Бакшаев , И . Н . Ивашкин // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2020. – Т . 22, № 4. – С . 110–123. – DOI: 10.17212/1994-6309-2020- 22.4-110-123. ______ * Адрес для переписки Иванов Алексей Николаевич , к . т . н ., научный сотрудник Институт физики прочности и материаловедения СО РАН , пр . Академический , 2/4, 634055, г . Томск , Россия Тел .: +7 (382) 228-68-63, e–mail: ivan@ispms.ru