Статья
| Наименование | Обеспечение технологичности конструкций при сварке трением с перемешиванием на стадии выбора материалов. Часть 2: Свариваемость легких сплавов | ||||
| Авторы |
|
||||
| Раздел | Машиностроение | ||||
| Год | 2023 | Выпуск | 76 | Страницы | 63 - 76 |
| УДК | 621.658.512(035) | EDN | ECLZHF | ||
| Аннотация | В статье систематизированы состояние проблемы свариваемости легких сплавов трением с перемешиванием и перспективы ее дальнейшего развития. Рассмотрена классификация алюминиевых сплавов и оценка их свариваемости. Проблема свариваемости сплавов алюминия является наиболее изученной, как и в целом проблема получения неразъемных соединений между ними. Описаны возможности получения сваркой трением с перемешиванием соединений между алюминиевыми сплавами различных систем легирования. Показаны перспективы использования сплавов магния и дана оценка их свариваемости. Рассмотрены особенности применения и сварки титановых сплавов с оценкой их свариваемости. | ||||
| Реферат | Цель. Систематизация и анализ многочисленных разработок и исследований сварки легких сплавов для обеспечения обоснованного их выбора при проектировании сварных конструкций с учетом свариваемости трением с перемешиванием.
Методика. В данной статье предлагается методика изучения свариваемости различных видов легких сплавов с использованием сварки трением с перемешиванием с учетом их классификации и особенностей. Рассматриваются алюминиевые, магниевые и титановые сплавы, систематизируются данные об их свариваемости, а также описываются возможности получения сварных соединений различных систем легирования алюминиевых сплавов. Оценивается свариваемость магниевых и титановых сплавов, а также перспективы их использования. Результаты. Сварка трением с перемешиванием является инновационной технологией получения неразъемных соединений в твердом состоянии с высокими значениями прочности и других эксплуатационных показателей сварных конструкций. Более широкому применению сварки трением с перемешиванием в производстве сварных конструкций из легких сплавов способствует их относительно невысокая температура плавления, упрощающая создание рабочих инструментов с высокой стойкостью. Необходимо развивать и стандартизировать методы испытаний конструкционных материалов и, прежде всего, легких сплавов для оценки их свариваемости трением с перемешиванием. Научная новизна. В статье систематизированы состояние проблемы свариваемости легких сплавов трением с перемешиванием и перспективы ее дальнейшего развития. Рассмотрена классификация алюминиевых сплавов и оценка их свариваемости. Проблема свариваемости сплавов алюминия является наиболее изученной, как и в целом проблема получения неразъемных соединений между ними. Описаны возможности получения сваркой трением с перемешиванием соединений между алюминиевыми сплавами различных систем легирования. Показаны перспективы использования сплавов магния и дана оценка их свариваемости. Рассмотрены особенности применения и сварки титановых сплавов с оценкой их свариваемости. Практическая значимость. Практическая значимость результатов проведенных исследований заключается в возможности применения разработанной методики для исследования механических свойств и свариваемости различных видов легких сплавов, что позволит повысить эффективность и безопасность использования этих материалов в промышленности и строительстве, а также улучшить качество сварных конструкций. |
||||
| Ключевые слова | инструмент, режим сварки, система легирования, свариваемость, сварка плавлением, сварка трением с перемешиванием, технологичность сварных конструкций. | ||||
| Финансирование | |||||
| Список источников |
1. Антипов В. В. Стратегия развития титановых, магниевых, бериллиевых и алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 5. С. 157–167.
2. Rudrapati Ramesh. Recent advances in joining of aluminum alloys by using friction stir welding // Mass production processes / edited by Anil Akdogan and Ali Serdar Vanli. IntechOpen, 2020. 13 p. DOI: 10.5772/intechopen.89382
3. Терентьев С. А., Арзыев Т. Р. Сварка трением с перемешиванием деталей из технического алюминия // Вестник ПНИПУ. 2012. C. 46–49.
4. Friction stir welding/processing of metals and alloys: A comprehensive review on microstructural evolution / A. Heidarzadeh [et al.] // Progress in materials science. 2021. Vol. 117 (100752). 68 p. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2020.100752
5. Friction stir welding of aluminum in the aerospace industry: The current progress and state-of-the-art review / M. M. Z. Ahmed, M. M. El-Sayed Seleman, D. Fydrych, G. Çam // Materials. 2023. № 16 (2971). 33 p. DOI: 10.3390/ma16082971
6. Курицын Д. Н. Разработка технологического обеспечения сварки трением с перемешиванием в производстве аэрокосмических конструкций: дис.… канд. техн. наук. М., 2018. 177 с.
7. Бойцов А. Г., Качко В. В., Курицын Д. Н. Высокоскоростная сварка трением перемешиванием авиационных материалов и конструкций // Металлообработка. 2013. № 5–6 (77–78). С. 35–42.
8. Влияние режима сварки трением с перемешиванием и ее направления относительно направления прокатки сплава Д16 на структуру и свойства его сварных соединений / А. Н. Иванов [и др.] // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2020. Т. 22. № 4. С. 110–123. DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.4-110-123
9. Иванов А. Н. Разработка способа и оборудования сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием для получения прочных сварных соединений из алюминиевого сплава Д16: дис.… канд. техн. наук. Томск, 2019. 188 с.
10. Особенности процессов структурообразования в соединениях сплава Д16, полученных сваркой трением с перемешиванием с инструментом типа bobbin tool / А. Н. Иванов [и др.] // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2021. Т. 23. № 2. С. 98–115. DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.2-98-115
11. Структура и механические свойства горячекатаных листов из сплава Al — 2 %, Cu — 2 %, Mn — 0,4 %, Si — 0,2 %, Zr, подвергнутых сварке трением с перемешиванием / Н. А. Белов, К. А. Цыденов, Н. В. Летягин, С. О. Черкасов // Цветные металлы. 2022. № 5. DOI: 10.17580/tsm.2022.05.09
12. Овчинников В. В., Дриц А. М. Технологические особенности сварки трением с перемешиванием соединений алюминиевых сплавов системы Al–Mg // Наукоёмкие технологии в машиностроении. 2019. № 3. С. 7–20.
13. Овчинников В. В. Перспективы развития высокотехнологичных деформируемых алюминиевых сплавов для сварных конструкций. Часть 1 // Машиностроение и инженерное образование. 2017. № 2. С. 24–38.
14. Овчинников В. В. Перспективы развития высокотехнологичных деформируемых алюминиевых сплавов для сварных конструкций. Часть 3 // Машиностроение и инженерное образование. 2017. № 4. С. 44–60.
15. Дриц А. М., Овчинников В. В., Резцов Р. Б. Дефекты, возникающие при сварке трением с перемешиванием алюминиевых сплавов системы Al–Мg, и способы их устранения // Технология легких сплавов. 2022. № 4. С. 14–25.
16. Конюхов А. Д., Дриц А. М., Шуртаков А. К. Свойства сплава 1565чМ и его сварных соединений // Технология легких сплавов. 2013. № 3. С. 113–120.
17. Polmear I. J. Light alloys: from traditional alloys to nanocrystals. Light alloys. 4th ed. Oxford; Burlington, MA: Elsevier/Butterworth-Heinemann, 2006. 421 p.
18. Оптимизация механических характеристик сварных соединений, выполненных СТП, с использованием современных вычислительных систем / М. М. Бакрадзе [и др.] // Труды ВИАМ. 2019. № 4 (76). С. 11–20.
19. Пантелеев М. Д. Особенности формирования структуры сварных соединений при сварке трением с перемешиванием высокопрочных алюминий-литиевых сплавов: автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 2019. 23 с.
20. Свойства сварных соединений литейного алюминиевого сплава ВАЛ10, полученных сваркой плавлением и трением с перемешиванием / Л. П. Андреева, В. В. Овчинников, В. К. Кабанцев, С. Д. Каппухина // Современные материалы, техника и технологии. 2019. № 1 (22). С. 76–85.
21. Покляцкий А. Г., Ищенко А. Я. Федорчук В. Е. Сварка трением с перемешиванием композиционных, гранулированных и квазикристаллических алюминиевых сплавов // Автоматическая сварка. 2011. № 7. С. 3–8.
22. Сварка трением с перемешиванием алюминиевых сплавов различных систем легирования / А. Г. Покляцкий, А. А. Чайка, И. Н. Клочков, М. Р. Яворская // Автом. сварка. 2010. № 10 (690). С. 18–23.
23. Дриц А. М., Овчинников В. В. Свойства соединений листов алюминиевых сплавов, выполненных сваркой трением с перемешиванием // Заготовительные производства в машиностроении. 2015. № 10. С. 7–15.
24. Волкова Е. Ф. Современные деформируемые сплавы и композиционные материалы на основе магния (обзор) // Металловедение и термическая обработка металлов. 2006. № 11. С. 5–9.
25. Мостяев И. В., Акинина М. В. Особенности и тенденции развития в области термической обработки магниевых сплавов (обзор) // Труды ВИАМ. 2018. № 7 (67). С. 41–48.
26. Бондарев А. А., Нестеренков В. М. Технологические особенности сварки деформируемых магниевых сплавов электронным лучом в вакууме // Автоматическая сварка. 2014. № 3. С. 18–22.
27. Friction stir welding/processing of mg-based alloys: A critical review on advancements and challenges / F. Badkoobeh [et al.] // Materials. 2021. № 14 (6726) 35 p. DOI: 10.3390/ma14216726
28. A comprehensive review of friction stir techniques in structural materials and alloys: challenges and trends / D. A. P. Prabhakar [et al.] // Journal of materials research and technology. 2022. № 20. P. 3025–3060.
29. Селиванов А. С., Бачаев Д. А. Влияние режимов сварки трением с перемешиванием и параметров инструмента на механические и структурные свойства сварных соединений титановых сплавов // Инновационное и цифровое машиностроение: материалы Всероссийской научно-технической конференции «Станкостроение и цифровое машиностроение», Всероссийской научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития сварочного производства России». Уфа: УГАТУ, 2021. С. 351–357. URL: https://www.elibrary.ru/ item.asp?edn=udrymm.
|
||||
| Полный текст |
|
||||