РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (статья ретрагирована 28.10.2021 г.)

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-5-35-44
Основной целью настоящей статьи является получение сварных неразъёмных соединений современных термически упрочняемых алюминиевых и алюминиево-литиевых сплавов, выполненных лазерной сваркой, имеющих механические характеристики (временное сопротивление на растяжение, предел текучести, относительное удлинение при разрыве) и структурно-фазовый состав, близкие к основному сплаву или равные. Впервые показано, что, управляя параметрами термической обработки образцов со сварным соединением всех исследуемых алюминиево-литиевых сплавов, возможно целенаправленно влиять на формирование заданных механических свойств сварного шва за счет изменения структурно-фазового состава сварного шва. Исследована эволюция структурно-фазового состава сварных соединений термически упрочняемых алюминиевых и алюминиево-литиевых сплавов с помощью современных независимых методов диагностики: впервые использование дифрактометрии синхротронного излучения в сочетании с высокоразрешающей просвечивающей, сканирующей электронной и оптической микроскопией. Установлены зависимости приращения деформации при циклическом нагружении с амплитудами, превышающими предел упругости, от температуры. Для необработанных сварных соединений установлено, что при +85 °С повышается неоднородность приращение деформации, а его скорость увеличивается в 8 раз для сплава 1461, в 5 раз – для сплава 1420 и в 1,5 раза для сплава 1441. При температуре -60 °С у сплавов 1420 и 1461 появляются стадии упрочнения, в течение которых значение деформации при заданных граничных значениях напряжения уменьшается. При +20 °С происходит равномерное приращение деформации и увеличение амплитуды деформации при увеличении амплитуды напряжения. При +85 °С, амплитуда деформации не меняется с увеличением амплитуды напряжения, ее значение составляет 0,55-0,5 от амплитуды деформации при +20 °С. На основе результатов исследований разработаны технологические приемы, позволяющие получать при лазерной сварке авиационных термически упрочняемых алюминиевых и алюминиево-литиевых сплавов системы Al-Mg-Cu. Al-Mg-Li, Al-Cu-Mg-Li, Al-Cu-Li механические характеристики и структурно-фазовые составы сварных соединений, близкие к основному сплаву.
1. Голышев А.А., Маликов А.Г., Оришич А.М. Исследование микроструктуры высокопрочных лазерных сварных соединений алюминиево-литиевых сплавов авиационного назначения // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2018. Т. 20. № 2. С. 2.
2. Карпов Е.В., Маликов А.Г., Оришич А.М. Влияние предварительной пластической деформации на прочность лазерного сварного соединения алюминиево-литиевого сплава 1420 // Деформация и разрушение материалов. 2018. № 5. С. 19 – 24.
3. Карпов Е.В., Оришич А.М., Маликов А.Г. Влияние температуры на разрушение лазерных сварных соединений алюминиевых сплавов авиационного назначения // Прикладная механика и техническая физика. 2018. № 5. С. 191 – 199.
4. Колобнев Н.И. Хохлатова Л.Б., Лукина Е.А. Тенденции развития алюминий-литиевых сплавов и технологии их обработки. Москва: Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов. 2019. 367 с.
5. Ahn J., He E., Chen L., Wimpory R.C. FEM prediction of welding residual stresses in fibre laser-welded AA 2024-T3 and comparison with experimental measurement // Int. J. Adv. Manuf. Technol. Springer London. 2018. Vol. 95. № 9-12. P. 263.
6. Bailey N.S., Hong K.-M., Shin Y.C. Comparative assessment of dendrite growth and microstructure predictions during laser welding of Al 6061 via 2D and 3D phase field models // Comput. Mater. Sci. Elsevier. 2020. Vol. 172. P. 291.
7. Dorin T., Vahid A., Lamb J. Aluminium Lithium Alloys // Fundamentals of Aluminium Metallurgy. Elsevier. 2018. P. 338.
8. Fotovvati B.A., Lewis G., Asadi E.Review on Melt-Pool Characteristics in Laser Welding of Metals // Adv. Mater. Sci. Eng. Hindawi Limited. 2018. Vol. 2018. P. 1 –18.
9. Hagenlocher C., Fetzer F., Weller D., Weber R. Explicit analytical expressions for the influence of welding parameters on the grain structure of laser beam welds in aluminium alloys // Mater. Des. Elsevier Ltd. 2019. Vol. 174. P. 91.
10. Kablov E.N., Antipov V.V., Oglodkova J.S., Oglodkov M.S. Development and Application Prospects of Aluminum-Lithium Alloys in Aircraft and Space Technology // Metallurgist. Springer Science and Business Media LLC. 2021. Vol. 65. № 1-2. P. 81.
11. Malikov A., Orishich A., Bulina N., Karpov E. Effect of post heat treatment on the phase composition and strength of laser welded joints of an Al-Mg-Li alloy // Mater. Sci. Eng. A. Elsevier. 2019. Vol. 765. P. 138302.
12. Park J., Kim S.D., Kim S.H. First Evidence for Mechanism of Inverse Ripening from In-situ TEM and Phase-Field Study of 5' Precipitation in an Al-Li Alloy // Sci. Rep. Nature Publishing Group. 2019. Vol. 9. № 1. P. 11.
13. Sidhar H., Martinez N.Y., Mishra R.S., Silvanus J. Friction stir welding of Al-Mg-Li 1424 alloy // Mater. Des. Elsevier B.V. 2016. Vol. 106. P. – 152.
14. Wang L., Wei Y., Zhao W., Zhan X. Effects of welding parameters on microstructures and mechanical properties of disk laser beam welded 2A14-T6 aluminum alloy joint // J. Manuf. Process. Elsevier Ltd. 2018. Vol. 31. P. 246.
Ельцов Р.И. Разработка технологического процесса изготовления сварных конструкций // Строительные материалы и изделия. 2021. Том 4. № 5. С. 35 – 44. https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-5-35-44