senior lecturer of Chair “Material Science and Welding Technology”
старший преподаватель кафедры «Материаловедение и технология сварки»
Doctor of Sciences (Engineering), professor of Chair “Machines and Automation of Welding Manufacturing”
доктор технических наук, профессор кафедры «Машины и автоматизация сварочного производства»
graduate student
магистрант
PhD (Engineering), assistant professor of Chair “Technology and Materials Research”
кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология и исследование материалов»
PhD (Engineering), assistant professor of Chair “Technology and Materials Research”
кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология и исследование материалов»
The technology of production of dissimilar joints is associated with the difficulties due to the differences of their thermophysical and other properties and special aspects of the process of joints’ formation. The application of friction stir welding (FSW) technology is the solution to the problem of weldability of bimetallic joints. The paper covers the study of mechanical properties of butt, butt-lap and lap joints of AD1 aluminum and M1 copper alloys, AD1 aluminum alloys and alloyed steels (12H18N10T), AD1 aluminum and OT4-1 alloys.
The subject of the analysis is the design of the edges of parts welded with FSW and the stage-by-stage analysis of the process of formation of butt, lap, tee, and combined joints of copper with aluminum based on the welding modes parameters. The paper analyzes the factors affecting the strength of dissimilar joints of the AD1 aluminum and M1 copper alloys produced with FSW. The influence of the geometry of the prepared edges of parts on the formation of the defect-free and consistent welded joints is studied. The authors showed promising directions of constructive design for various versions of butt joints (butt-lap joints: 30...600 bevel joint, fish-mouth joint, mortise joint) by means of the enlargement of actual contact area of the parts when subjected to loadings of normal or tangential stresses as opposed to the traditional ones operating within the pure tear conditions. The paper gives the results of the static tension tests, recommends the design-engineering techniques aimed at the improvement of the conditions and the activation of the process of formation of the adhesive dissimilar joints. The metallographic research of the welded joints’ macrosections showed the possibility to produce the defect-free welds with the complete weld root penetration; the mechanical tests of the butt, combined and lap joints proved the high level of full strength of dissimilar joints.
Технология получения разнородных соединений сопряжена с трудностями из-за различия их теплофизических и иных свойств, а также особенностей процесса образования соединений. Решением проблем свариваемости биметаллических соединений является использование сварки трением с перемешиванием (СТП). Работа посвящена изучению механических свойств стыковых, стыко-нахлесточных, нахлесточных (LAP) соединений алюминиевых АД1 и медных М1 сплавов, алюминиевых АД1 сплавов и легированных сталей (12Х18Н10Т), алюминиевых АД1 и ОТ4-1 сплавов.
Предметом анализа является конструктивное оформление кромок свариваемых деталей при СТП и поэтапный анализ процесса формирования стыковых, нахлесточных, тавровых, комбинированных соединений меди с алюминием с учетом параметров режимов сварки. Проанализированы факторы, влияющие на прочность разнородных соединений алюминиевого АД1 и медного М1 сплавов, выполненных с помощью СТП. Изучено влияние геометрии подготовленных кромок деталей на формирование бездефектных и прочных сварных соединений. Показаны перспективные направления конструктивного оформления различных вариантов стыковых соединений (стыко-нахлесточных: в скос 30...60°, в замок, в шип) за счет повышения фактической площади контактирования деталей, воспринимающих при нагружении нормальные или касательные напряжения, в отличие от традиционных, работающих в условиях чистого отрыва. Представлены результаты на статическое растяжение рекомендованных конструкторско-технологических приемов, направленных на улучшение условий и активацию процесса образования адгезионных разнородных соединений. Металлографические исследования макрошлифов сварных соединений показали возможность получения бездефектных сварных швов с полным проваром корневой части; механические испытания стыковых, комбинированных и нахлесточных соединений подтвердили высокий уровень прочности разнородных соединений.