Obrabotka Metallov 2014 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (64) 2014 16 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ в этой области составляла менее 100 мкм, она удалялась при приготовлении шлифа на первой стадии шлифования. Металлографические ис- следования выполняли с помощью оптического микроскопа Neophot-32, лазерно-конфокального микроскопа LEXT-OLS4000, растрового элек- тронного микроскопа Carl Zeiss EVO-50 и атом- но-силового микроскопа Solver P47-H. Результаты исследований и их обсуждение Изложенный в статье материал посвящен изучению особенностей топографии поверхно- стей разрушения сварных соединений листов алюминиево-магниевого сплава различной тол- щины после испытаний на статическое растяже- ние. Интерес к данному исследованию вызван отличиями в поведении образцов материалов, полученных сваркой трением с перемешивани- ем и сваренных другими способами, при различ- ных видах нагружения. Например, разрушение сварных швов тонких пластин (≤4,0 мм) алюми- ниево-магниевого сплава, полученных методом СТП, при испытании на растяжение начиналось именно в зоне термомеханического влияния [13], тогда как сварной шов сплава В1461, получен- ный аргонодуговой сваркой, разрушался в зоне термического влияния [14]. В данной работе были рассмотрены два ва- рианта исходного материала – тонких и толстых листов алюминиево-магниевого сплава, сварен- ных встык методом СТП. Предполагалось, что различие термического режима, обусловленного масштабным фактором, окажет определенное влияние на структуру сварного шва и особен- ности его разрушения. На рис. 2 показан общий вид и поперечное сечение исследуемого сварно- го шва листов алюминиево-магниевого сплава толщиной 5,0 мм. Металлографический анализ структуры сварного шва пластин толщиной 5,0 и 35,0 мм позволил обнаружить как внешнее сходство ма- кроструктуры, так и определенное различие в микроструктуре сваренных образцов. Общим для обоих сварных соединений явилось харак- терное несимметричное строение сварного шва относительно плоскости стыка двух листов спла- ва, что хорошо видно на рис. 2, б . Кроме того, отчетливо видно разделение его на верхнюю и нижнюю части, образовавшиеся вследствие вра- щения инструмента специальной конструкции, состоящего из штифта, погруженного в металл, и плечиков, трущихся по поверхности листов. Следует отметить, что при схожести меха- низмов формирования верхней части сварного шва и нижней, обусловленных трением скольже- ния, существуют и отличия. При трении сколь- жения плечиков о поверхность свариваемых ли- стов происходит течение пластифицированного металла в поверхностном слое параллельно по- верхности с постепенным снижением величины деформации вглубь. При этом осуществляется массоперенос, как и при трении скольжения [15]. В свою очередь, вращение штифта обуслов- ливает массоперенос вокруг цилиндрической поверхности штифта с образованием слоистой структуры. К тому же из-за особой геометрии инструмента течение материала происходило не только по окружности, но и в вертикальном направлении, формируя при этом характерный грибообразный вид сварного шва. а б Рис. 2. Общий вид сварного соединения, полученного способом СТП: а – вид сверху; б – структура шва в поперечном сечении