Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 4

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 4 2020 129 MATERIAL SCIENCE блицу , рис . 2). Исключение составляет сварное соединение , полученное по режиму 8, для кото - рого использовали очень низкое значение нагрузки ( P = 6 кН ) при V = 300 мм / мин и  = 800 об / мин . Такие технологические параметры привели к об - разованию крупного непровара при сварке вдоль и поперек направления проката ( рис . 2, а , б ). Это подтверждается данными тепловизора , согласно которому профиль температуры при сварке из - меняется скачкообразно на протяжении всего процесса СТП и не превышает 330±10  С . Это подтверждает недогрев и неравномерный пере - нос материала инструментом , в результате чего образуется дефект ( рис . 3, в ). Дальнейшее увеличение нагрузки инстру - мента на образцы с 9 до 12 кН в режимах 9–12 при практически тех же параметрах скорости перемещения инструмента (300…400 мм / мин ) и частоте вращения инструмента 900 об / мин приводит к отсутствию видимых объемных де - фектов , а наличие линии стыка в их структуре является наименее выраженным ( рис . 2). Это указывает на то , что для достижения бездефект - ной структуры в образцах как вдоль , так и по - перек направления листового проката из АМг 5 необходимо использовать величину осевого уси - лия не менее 9 кН при скорости перемещения ин - струмента 300…400 мм / мин и частоте вращения инструмента 900 об / мин . Анализ температурных профилей образцов , сваренных вдоль и поперек направлений листового проката из АМг 5, пока - зал , что при режимах 5–7, 9–12 ( т . е . при режи - мах без дефектов в виде пустот ) температура во время процесса СТП изменяется незначительно и остается на уровне 0,6…0,8 Т пл ( где Т пл – тем - пература плавления АМг 5), как , например , пока - зано для режима 7 при сварке образцов поперек направления листового проката АМг 5 ( рис . 3, г ). При всех режимах с образованием бездефектно - го соединения температура при выходе инстру - мента увеличивается относительно температуры при СТП на 10…20 %. Металлографические исследования структу - ры сварных соединений показали , что структура их материала не изменяется существенно в за - висимости от направления СТП относительно направления проката ( рис . 4). Формируется ти - пичное для процесса СТП - соединения строение зоны TMAZ и зоны SZ. Зона SZ всех сварных соединений , кроме полученных по режиму 8 ( рис . 4, в ), характеризуется динамически рекри - сталлизованными зернами ( рис . 4, а , б , г ). Из рис . 4, в видно , что в сварном соединении , по - лученном по режиму 8, в зоне перемешивания имеется непровар , который тем не менее не вли - яет на распределение фаз в материале . В свар - ных соединениях АМг 5, имеющих непровары в структуре ( режимы 1–4), независимо от направ - ления проката формируется типичная структура , представленная на рис . 4, а . Несмотря на дефект , в структурах соединений зона перемешивания имеет мелкозернистую рекристаллизованную структуру . В сварных соединениях , структура которых не имеет очевидных дефектов , неза - висимо от направления проката наблюдается типичная микроструктура , представленная на ( рис . 4, б , г ). На рис . 5 представлены результаты исследо - вания микротвердости образцов , полученных по режимам 1–12. Из рис . 5, а видно , что микро - твердость бездефектных образцов ( по режимам 5–7, 9–12), полученных поперек направления проката , выше , чем у образцов , полученных вдоль направления проката . Исключение состав - ляют образцы , полученные по режимам 1–4 и 8, имеющие дефекты . Стоит отметить , что с уве - личением осевого усилия на сварочном инстру - менте увеличивается значение микротвердости в зоне перемешивания . Существенных различий в значениях микро - твердости зоны термомеханического воздей - ствия соединений , полученных сваркой вдоль и поперек направления проката , не выявлено ( рис . 5, б ). Микротвердость базового материала в обоих направлениях относительно направле - ния его проката характеризуется более низкими значениями – на 9…13 %, чем в зонах переме - шивания и термомеханического воздействия , что может быть связано с грубокристалличе - ским строением его структуры ( рис . 5, в ). На рис . 6 представлены результаты механи - ческих испытаний на растяжение для образцов в каждом из направлений при режимах 1–12. В результате проведения механических испыта - ний было установлено , что разрушение образ - цов происходит в основном с образованием двух взаимно пересекающихся трещин под углом 45  к оси образца либо взаимно не пересекающихся