Открытый доступ
Платный доступ или доступ для подписчиков
Влияние импульсов на формирование микроструктуры и свойств сварных соединений тонких листов алюминиевого сплава 7075 (В95АТ1) при сварке трением с перемешиванием
Аннотация
Исследовано влияние импульсной сварки трением с перемешиванием (ИСТП) с различными усилием и частотой импульсов на микроструктуру и свойства сварных соединений листов из алюминиевого сплава 7075 (В95АТ1). Методами количественной электронной микроскопии определены размер зерен, соотношение распределения малоугловых границ зерен (МУГЗ) и большеугловых границ зерен (БУГЗ), а также изучена эволюция микроструктуры и характера выделений упрочняющих фаз в различных зонах сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием (СТП) и ИСТП. Показано, что использование ИСТП позволяет получить более мелкозернистую равноосную микроструктуру в зоне перемешивания (ЗП) соединений, чем при СТП. Установлено, что дополнительная пластическая деформация, создаваемая импульсами, способствует динамической полигонизации в ЗП. Это позволяет МУГЗ более интенсивно трансформироваться в БУГЗ. Выявлено, что применение импульсов во время сварки ускоряет процессы повторного выделения упрочняющих фаз и динамической полигонизации в ЗП соединения. Импульсное воздействие при сварке изменяет характер упрочняющих частиц второй фазы в зоне термического влияния соединения (ЗТВ). При СТП в ЗТВ наблюдается высокая концентрация включений стабильной h-фазы, в то время как при ИСТП обнаружена высокая концентрация термочувствительных включений h¢-фазы. В результате измельчения зерна и более активного повторного выделения упрочняющих фаз микротвердость в ЗП соединения при ИСТП выше, чем при СТП.
Ключевые слова
Литература
Bo Zhou, Bo Liu, Shengen Zhang. The advancement of 7XXX series aluminum alloys for aircraft structures: A review // Metals. 2021. V. 11, Is. 5. Art. 718. DOI: 10.3390/ met11050718
Mohd Atif Wahid, Zahid A. Khan, Arshad Noor Siddiquee. Review on underwater friction stir welding: A variant of friction stir welding with great potential of improving joint properties // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2018. V. 28, Is. 2. P. 193 – 219. DOI: 10.1016/S1003-6326(18)64653-9
Xiangchen Meng, Yongxian Huang, Jian Cao et al. Recent progress on control strategies for inherent issues in friction stir welding // Prog. Mater. Sci. 2021. V. 115. Art. 100706. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2020.100706
Ren S. R., Ma Z. Y., Chen L. Q. Effect of initial butt surface on tensile properties and fracture behavior of friction stir welded Al – Zn – Mg – Cu alloy // Mater. Sci. Eng. A. 2008. V. 479, Is. 1. P. 293 – 299. DOI: 10.1016/j.msea.2007.06.047
Rui-dong Fu, Zeng-qiang Sun, Rui-cheng Sun et al. Improvement of weld temperature distribution and mechanical properties of 7050 aluminum alloy butt joints by submerged friction stir welding // Mater. Des. 2011. V. 32. P. 4825 – 4831. DOI: 10.1016/j.matdes.2011.06.021
Sivaraj P., Seeman M., Seetharaman R., Balasubramanian V. Fracture toughness properties and characteristics of Friction stir welded high strength aluminium alloy by post weld heat treatment (PWHT) // Mater. Today. Proc. 2021. V. 43, Part 2. P. 2150 – 2155. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.11.998
Chenghang Zhang, Guangjie Huang, Deyin Zhang et al. Microstructure and mechanical properties in dissimilar friction stir welded AA2024/7075 joints at high heat input: effect of post-weld heat treatment // J. Mater. Res. Technol. 2020. V. 9, Is. 6. P. 14771 – 14782. DOI: 10.1016/j.jmrt.2020.10.053
Huijie Liu, Xiangqian Liu, Xiangguo Wang et al. Mechanical properties and their relations to microstructural characteristics of high-speed friction stir-welded AA6005A-T6 aluminum hollow extrusions // Int. J. Adv. Manuf. Tech. 2017. V. 88. P. 3139 – 3149. DOI: 10.1007/s00170-016-9032-3
Jingyi Zhang, Piyush Upadhyay, Yuri Hovanski, David P. Field. High-speed friction stir welding of AA7075-T6 sheet: microstructure, mechanical properties, micro-texture, and thermal // Metall. Mater. Trans. A. 2018. V. 49, Is. 6. P. 210 – 222. DOI: 10.1007/s11661-017-4411-4
Fenjun Liu, Li Fu, Haiyan Chen. High speed friction stir welding of ultra-thin AA6061-T6 sheets using different backing plates // J. Manuf. Process. 2018. V. 33. P. 219 – 227. DOI: 10.1016/j.jmapro.2018.05.020
Qingzhao Wang, Zhixia Zhao, Keng Yan. The adjustment strategy of welding parameters for spray formed 7055 aluminum alloy underwater friction stir welding joint // Mater. Des. 2015. V. 88. P. 1366 – 1376. DOI: 10.1016/j.matdes. 2015.09.038
Yong Zhao, Qingzhao Wang, Huabin Chen, Keng Yan. Microstructure and mechanical properties of spray formed 7055 aluminum alloy by underwater friction stir welding // Mater. Des. (1980 – 2015). 2014. V. 56. P. 725 – 730. DOI: 10.1016/j.matdes.2013.11.071
Tarasov S. Y., Rubtsov V. E., Fortuna S. V. et al. Ultrasonic-assisted aging in friction stir welding on Al – Cu – Li – Mg aluminum alloy // Weld. World. 2017. V. 61, Is. 4. P. 679 – 690. DOI: 10.1007/s40194-017-0447-8
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
Wang K., Naumov A., Gushchina M. et al. The effect of impulses on precipitation behavior in 7075-T6 aluminum alloy joint by impulse friction stir welding // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2023. V. 128, Is. 1 – 2. P. 373 – 389. DOI: 10.1007/s00170-023-11872-6
Paul A. Rometsch, Yong Zhang, Steven Knight. Heat treatment of 7xxx series aluminium alloys — Some recent developments // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2014. V. 24, Is. 7. P. 2003 – 2017. DOI: 10.1016/S1003-6326(14)63306-9
Chayang S., Atkinson H. V., Kapranos P. Multistep induction heating regimes for thixoforming 7075 aluminium alloy // Mater. Sci. Technol. 2004. V. 20, Is. 4. P. 490 – 496. DOI: 10.1179/026708304225012341
Ahmad Alali Alkhalaf, Anna Tesleva, Pavel Polyakov et al. Modified friction stir welding of Al – Zn – Mg – Cu aluminum alloy / In: Hovanski Y., Sato Y., Upadhyay P. et al. Friction Stir Welding and Processing XI. TMS 2021. The Minerals, Metals & Materials Series. Springer, Cham., 2021. P. 43 – 51. DPO: 10.1007/978-3-030-65265-4 5
Wang K., Naumov A., Li Q. et al. EBSD analysis of AA7075-T6 thin sheets butt joints obtained by impulse friction stir welding / In: Hovanski Y., Sato Y., Upadhyay P. et al. Friction Stir Welding and Processing XIII. TMS 2025. The Minerals, Metals & Materials Series. Springer, Cham., 2025. P. 267 – 275. DOI: 10.1007/978-3-031-80896-8 23
Eswara Prasad N., Ramachandran T. R. Chapter 3. Phase diagrams and phase reactions in Al – Li alloys / In: Aluminum-lithium Alloys, Processing, Properties, and Applications. Elsevier Inc., 2014. P. 61 – 97.
Tarasov S. Yu., Rubtsov V. E., Kolubaev E. A. et al. Radioscopy of remnant joint line in a friction stir welded seam // Russ. J. Nondestruct. Test. 2015. V. 51. P. 573 – 579.
Golubev I., Morozova I., Naumov A. et al. Numerical, simulation and experimental investigation on impulse friction stir welding of 6082-T6 aluminum alloy // Proceedings of the Materials Science and Technology (MS&T) conference, Pittsburgh, USA, 2017. P. 987 – 994. DOI: 10.7449/2017mst/ 2017/mst 2017 987 994
Olea C. A. W., Roldo L., dos Santos J. F., Strohaecker T. R. A sub-structural analysis of friction stir welded joints in an AA6056 Al-alloy in T4 and T6 temper conditions // Mater. Sci. Eng. A. 2007. V. 454 – 455. P. 52 – 56. DOI: 10.1016/ j.msea.2006.12.055
Xu W. F., Luo Y. X., Fu M. W. Microstructure evolution in the conventional single side and bobbin tool friction stir welding of thick rolled 7085-T7452 aluminum alloy // Mater. Charact. 2018. V. 138. P. 48 – 55. DOI: 10.1016/j.matchar.2018.01.051
Morozova I., Obrosov A., Naumov A. et al. Impact of impulses on microstructural evolution and mechanical performance of Al – Mg – Si alloy joined by impulse friction stir welding // Materials. 2021. V. 14, Is. 2. Art. 347. DOI: 10.3390/ ma14020347
DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.11.28-41
© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026