Влияния температурной динамики на механические свойства сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием

Введение 3
Глава 1. Влияния технологических параметров на образование разнородного сварного соединения алюминиевого и медного сплава 6
1.1 Технология сварки трением с перемешиванием разнородных материалов 6
1.2 Основные параметры режимов СТП разнородного сварного соединения 11
1.2.1 Течение материала при СТП 12
1.2.2 Интерметаллидные фазы 15
1.2.3 Влияние позицирования заготовок и смещения инструмента, 19
1.2.5 Толщина материала заготовки 22
1.2.5 Дефекты и непровары 27
1.2.6 Скорость вращения инструмента 31
1.2.7 Скорость сварки 34
Глава 2. Методика проведения получения и исследования сварных образцов 38
2.1 Материалы, используемые для исследования однородных и разнородных соединений 38
2.2 Методика и оборудование для получения сварных соединений 38
2.3 Методика оценки макро- и микроструктуры соединений 43
2.4. Измерение температурных циклов при СТП разнородных соединений 44
2.5 Методика оценки качества соединений из разнородных материалов 45
Глава 3. Влияние температурной динамики в зонах шва на механические свойства сварного соединения алюминия и меди 48
Заключение 60
Список литературы 61

Весь текст будет доступен после покупки

Основной объем производства сварных конструкций из разнородных металлов и материалов приходится на способы сварки плавлением (СПл) с использованием преимущественно дуговых источников энергии [6]. Однако, эта группа способов сварки имеет существенные недостатки, отрицательно влияющие на свойства и работоспособность сварных соединений: это необ-ходимость нагрева материалов до расплавления; образование жидкой сва-рочной ванны, после кристаллизации которой формируется сварной шов грубодендритного строения с непрерывными межатомными связями и макро- и микродефектами, присущими дендритной кристаллизации и повышенной длительностью пребывания при высоких температурах; большими остаточными напряжениями; развитой пористостью; различными включениями (оксидными, шлаковыми, вольфрамовыми, интерметаллидными, карбидными и др.); горячими и холодными трещинами.
Достаточно распространены способы сварки, в которых используются третьи металлы, имеющие сродство, например, с одной стороны, к алюми-нию, а с другой – к меди. Однако, они является технологически сложным из-за многоэтапности и зачастую экологически неблагоприятны, поэтому используется для соединения мелких деталей.
Начиная с авторского свидетельства СССР 1965 г. [3], и с опубликованием в 1991 г. патента [4] Великобритании, появилась альтернатива СПл - твердофазный способ сварки трением с перемешиванием (СТП). Несмотря на более тридцатилетний период освоения, и промышленного внедрения, СТП демонстрирует, в некотором смысле, свое одностороннее развитие в направлении технического инструментально- машинного совершенствования.
Вне интересов этого развития оказались исследования по раскрытию механизмов образования сварных соединений в однородном и, тем более, в разнородных сочетаниях. И как следствие этого, отрицательное влияние на дальнейшее расширение технологических возможностей СТП и реализации новых свойств сварных соединений по сравнению с таковыми, выполненны-ми СПл.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Влияния технологических параметров на образование разнородного сварного соединения алюминиевого и медного сплава
1.1 Технология сварки трением с перемешиванием разнородных материалов
Способ сварки трением с перемешиванием (СТП) был разработан в Британии, в институте сварки, как новый метод соединения материалов в твердофазном состоянии в 1991 году. [5] Данный вид сварки широко применяется в авиационно- космической отрасли и в силовой энергетике. Для него характерно образование соединений без объемного плавления в зоне сварки за счет тепла, генерируемого при трении сварочного инструмента в контакте со свариваемыми деталями. Отличительной особенностью данного способа является возможность соединения большой группы металлов и сплавов в однородных или разнородных сочетаниях практически без потери прочности.
СТП позволяет соединить разнородные материалы с различной разновидностью исполнения сварных соединений. На рис. 1.1 показана классическая схема соединения деталей при СТП. Сварка ведется вращающимся нерасходуемым тугоплавким инструментом.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Thomas W.M., Nicholas E.D., Needham J.C., Murch M.G., Templesmith P., Dawes C.J. Friction stir welding. International Patent Application No. PCT/GB92102203 and Great Britain Patent Application.- 1991.- No. 9125978.8.
2. Зорин, Н.Е. Материаловедение сварки. Сварка плавлением/ Н.Е. Зорин, Е.Е. Зорин Издательство: Лань, 2018.- 164 c.
3. Авторское свидетельство СССР № 195846, Ю.В. Клименко,1965 г.
4. Thomas W. M., Nicholas E. D., Needham J. C. et al. Friction stir butt welding. Pat. 5460317 US. Publ. 1995.
5. Thomas W.M., Nicholas E.D., Needham J.C., Murch M.G., Templesmith P., Dawes C.J. Friction stir welding. International Patent Application No. PCT/GB92102203 and Great Britain Patent Application.- 1991.- No. 9125978.8.
6. Миронов, С.Ю. Механизмы пластической деформации и эволюция микроструктуры при обработке металлов трением с перемешиванием. Автореф. дис. на соиск. уч. ст. док. физ-мат. наук, Уфа, 2016, 26 с.
7. Sahu P.K., Pal S., Pal S.K., Jain R., Mater J. Process// Technol. -2016. -pp. 55–67.
8. Akinlabi E.T., Andrews A., Akinlabi S.A. Trans nonferr metals. -2014. -pp. 1323–1330.
9. Rai R., De A., Bhadeshia H. and DebRoy T. Review: Friction stir welding tools// Science and Technology of welding and Joining. -2011. -vol. 16. -№. 4. -pp. 325-342.
10. Zhang Y.N., Cao X., Larose S. and Wanjara P. Review of tools for friction stir welding and processing// Can.Metall.Q. -2012. -vol. 51. -№. 3. -pp. 250-261.
11. Akinlabi E. Effect of shoulder size on weld properties of dissimilar metal friction stir welds// Journal of materials engineering and performance. -2012. -vol. 21. -№. 7. -pp. 1514-1519.

Весь текст будет доступен после покупки