Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Влияние параметров точечной сварки трением с перемешиванием на качество листовых соединений алюминиевых сплавов: моделирование и эксперимент

А. А. Наумов, А. Д. Микуленко, Н. А. Голубков, С. Ю. Кондратьев

Аннотация


Исследовано влияние технологических параметров процесса точечной сварки трением с перемешиванием на качество листовых соединений толщиной 2 мм из сплавов АМг5 (5056), АД35Т1 (6082), В95АТ1 (7075), Д16АТ (2024). С использованием верифицированной компьютерной модели проанализированы температурные поля, формирующиеся при сварке. Модель создавалась в программном комплексе для моделирования процессов обработки металлов давлением DEFORM 2D/3D. Изучена микроструктура и определены механические свойства при испытаниях на растяжение сварных соединений. Сформулированы практические рекомендации по применению точечной сварки с перемешиванием для получения тонколистовых соединений из термически упрочняемых и не упрочняемых алюминиевых сплавов.


Ключевые слова


точечная сварка трением с перемешиванием; алюминиевые сплавы АМг5 (5056), АД35Т1 (6082), В95АТ1 (7075), Д16АТ (2024); компьютерное моделирование; термоциклы; температурное поле; микроструктура; механические свойства

Полный текст:

PDF

Литература


Thomas W. M., Nicholas E. D. Friction stir welding for the transportation industries // Mater. Des. 1997. V. 18, Is. 4 – 6. P. 269 – 273. DOI: 10.1016/S0261-3069(97)00062-9

Pouranvari M., Marashi S. P. H. Critical review of automotive steels spot welding: process, structure and properties // Sci. Technol. Weld. Joining. 2013. V. 18, Is. 5. P. 361 – 403.

Soomro I. A., Pedapati S. R., Awang M. Influence of in situ postweld heat treatment on microstructure and failure behavior of dual-phase steel resistance spot weld // IJAMT, 2021. V. 114, Is. 11. P. 3739 – 3750.

Ahmed M. M. Z., El-Sayed Seleman M. M., Fydrych D., Çam G. Friction stir welding of aluminum in the aerospace industry: The current progress and state-of-the-art Review // Materials. 2023. V. 16, Is. 8. Art. 2971. DOI: 10.3390/ ma16082971

Муравьёв В. И., Бахматов П. В., Мелкоступов К. А. К вопросу актуальности исследования сварки трением с перемешиванием конструкций из высокопрочных алюминиевых сплавов // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре ГТУ. 2010. Т. 1, № 2. С. С. 110 – 125.

Genevois C., Deschamps A., Denquin A., Doisneau-cottignies B. Quantitative investigation of precipitation and mechanical behaviour for AA2024 friction stir welds // Acta Mater. 2005. V. 53. P. 2447 – 2458. DOI: 10.1016/j.actamat. 2005.02.007

Kondrat’ev S. Yu., Morozova Yu. N., Golubev Yu. A. et al. Microstructure and mechanical properties of welds of Al – Mg – Si alloys after different modes of impulse friction stir welding // Met. Sci. Heat Treat. 2018. V. 59, Is. 11 – 12. P. 697 – 702. DOI: 10.1007/s11041-018-0213-6

Eliseev A. A., Kalashnikova T. A., Tarasov S. Yu. et al. Microstructure of AA2024 fixed joints formed by friction stir welding // AIP Conf. Proc. 2015. V. 1683. P. 020047-1-020047-4. DOI: 10.1007/S11182-015-0384-1

Паван Трипати, Випин Шарма. Термическая стабильность микроструктуры при термообработке соединений из алюминиевого сплава АА2014-Т651, полученных сваркой трением с перемешиванием // МиТОМ. 2024. № 11. С. 46. DOI: 10.30906/mitom.2024.11.46-46

L. Li, J. Xue, W. Wu, Z. Xu. Comparative analysis of single and double pulse MIG welding of 6061 aluminum alloy // J. Manuf. Process. 2019. V. 47, Is. 8. P. 66 – 71.

Ji-hong Dong, Chong Gao, Yao Lu et al. Microstructural characteristics and mechanical properties of bobbin-tool friction stir welded 2024-T3 aluminum alloy // Int. J. Miner. Metall. Mater. 2017. V. 24, Is. 2. Art. 171. DOI: 10.1007/ s12613-017-1392-7

Taniguchi K., Matsuda H., Ikeda R. Influence of the pulsed current pattern on cross-tension strength of spot-welded joint with nugget diameter variation. Development of resistance spot welding with a pulsed current pattern for ultra-high- strength steel sheets // Weld. Int. 2019. V. 33, Is. 4. P. 211 – 222.

Morozova I., Krolincka A., Obrosov A. et al. Precipitation phenomena in impuls friction stir welded 2024 aluminum alloy // Mater. Sci. Eng. A. 2022. V. 852. Art. 143617. DOI: 10.1016/j.msea.2022.143617

Фортуна С. В., Тарасов С. Ю., Иванов А. Н. и др. Особенности микроструктуры высопрочного сплава В95Т1 в зоне перемешивания соединений, формируемых методом сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием // Фундаментальные исследования. 2015. № 7. С. 89 – 94.

Johnston T. L., Feltner C. E. Grain size effects in the strain hardening of polycrystals // Metall. Mater. Trans. B. 1970. V. 1, Is. 5. P. 1161 – 1167.

Park G., Uhm S., Lee C. Effect of in-situ post-weld heat treatment on the microstructure and mechanical properties of the coarse-grained heat-affected zone in a resistance spot weld in medium Mn TRIP steel // Mater. Sci. Eng. A. 2020. V. 788. Art. 139477.

Tang W., Guo X., Mcclure J. C. et al. Heat input and temperature distribution in friction stir welding // J. Mat. Proc. Sci. 1998. V. 7, Is. 2. P. 163 – 172. DOI: 10.1106/ 55TF-PF2G-JBH2-1Q2B

Kazantseva N. V., Shchapov G. V., Tsarkov A. V., Ezhov I. V. Analysis of the structure and temperature distribution in a duralumin alloy weld during friction stir welding // Phys. Metal. Metallogr. 2024. V. 125, Is. 9. P. 1008 – 1018. DOI: 10.31857/S0015323024090092

Shukla K., Baeslack W. A. Orientation relationships and morphology of S phase in friction stir welded Al – Cu – Mg alloy // J. Mater. Sci. 2009. V. 44. P. 676 – 679. DOI: 10.1007/ s10853-008-3212-y

Chowdhury S. M., Chen D. L., Bhole S. D., Cao X. Tensile properties of a friction stir welded magnesium alloy: Effect of pin tool thread orientation and weld pitch // Mater. Sci. Eng. A. 2010. V. 527, Is. 21 – 22. P. 6064 – 6075. DOI: 10.1016/ j.msea.2010.06.012




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.8.65-73

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025