Спосіб зварювання тертям з перемішуванням сплавів на основі алюмінію

Реферат: Спосіб зварювання тертям з перемішуванням сплавів на основі алюмінію визначається швидкістю обертання робочого інструмента навколо власної осі та переміщення його уздовж лінії зварювання, що забезпечує необхідний розігрів кромок металу. Швидкість обертання -1 робочого інструмента має значення в інтервалі 800-1000 хв та швидкість його переміщення уздовж шва 25...40 мм/хв., яка забезпечує необхідний нагрів кромок до значень 0,53-0,6 від температури плавлення металу. UA 75698 U (54) СПОСІБ ЗВАРЮВАННЯ ТЕРТЯМ З ПЕРЕМІШУВАННЯМ СПЛАВІВ НА ОСНОВІ АЛЮМІНІЮ UA 75698 U UA 75698 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель може бути застосована в металургійній і машинобудівній галузях господарства, зокрема, при проведені електроконтактного зварювання. Постійно зростаючі вимоги щодо підвищення експлуатаційної безпеки залізничного транспорту, неодмінно супроводжуються необхідністю підвищення якості зварних з'єднань, в тому числі і при реалізації технології зварювання тертям з перемішуванням без ознак розплавлення металу. Існує проблема формування якісного зварного з'єднання без розплавлення металу по з'єднувальним поверхням. Обумовлено це тим, що процес зварювання тертям з перемішуванням є дуже чутливим до температури розігріву металу по поверхні контакту з робочим інструментом. Отже, визначення оптимального температурного інтервалу розігріву металу в зоні роботи інструмента, дозволить керувати процесом зварювання і досягти потрібного рівня міцнісних властивостей зварного шву. Існує спосіб зварювання тертям з перемішуванням алюмінієвого сплаву з хімічним складом об 6,2 % Zn, 2,3 % Сu, 2,2 % Mg, 0,12 % Zr, решта Аl. При 790 /хв. і швидкістю переміщення інструмента вздовж шва 280 мм/хв., температура розігріву металу становить 475 °С, що дає відношення до температури плавлення на рівні 0,72. Замірювання твердості по перерізу зварного з'єднання показало зниження її значень в зоні шва на 30 % відносно основного металу (поза зоною термічного впливу) [Mahoney M. Properties of frictions stir welded 7075T651 aluminum. - Met. Mater. Trans. 1998, A, v. 29, p. 1958-1964]. Те ж саме джерело: для швидкості -1 обертання 355 хв і переміщення уздовж шва 280 мм/хв., формується шов з не проварами, що знижує якість з'єднання. Недолік наведеного способу - в першому випадку високий ступінь розігріву металу по з'єднувальним кромкам, що призводить до зниження твердості зварного шва. По другому режиму формування ділянок з неповним проварюванням шва. Найбільш близьким аналогом до технічного рішення, що заявляється, є спосіб зварювання тертям з перемішуванням сплавів на основі алюмінію, за яким при 1420 об/хв. інструмента і швидкості переміщення його уздовж шва 230 мм/хв. досягається температура 420-480 °С, що складає відношення до температури плавлення 0,64-0,73 [ChaoY. atal. - Trans. ASME, 2003, - V. 125, - P. 138-145]. Недолік наведеного способу - підвищена температура розігріву кромок, що не дозволяє досягти твердості зварного шва на рівні основного металу. Суть корисної моделі полягає в тому, що при зварюванні тертям з перемішуванням сплавів -1 на основі алюмінію, швидкість обертання робочого інструмента має значення 800-1000 хв , а швидкість його переміщення уздовж шва 25...40 мм/хв., що забезпечує необхідний розігрів -1 металу. Новим є те, що швидкість обертання інструмента 800-1000 хв при швидкості його переміщення уздовж шва 25...40 мм/хв. забезпечує розігрів до температур 0,53-0,6 від температури плавлення. Пластини товщиною 2 мм з алюмінієвого сплаву АМг 5 з хімічним складом 4,8 % Mg, 0,5 % Мn, 0,36 % Fe зварювали між собою за допомогою зварювання тертям з перемішуванням. -1 Швидкість обертання робочого інструмента навколо власної осі (V1) мала значення 1000 хв , швидкість переміщення інструмента уздовж кромок (V2) 0,7 мм/c. За цих параметрів температура розігріву кромок досягала значень 395-396 °С, що склало 0,6 від температури плавлення. Рівень міцності зони зварного шва досяг значення до 95-98 % від міцності сплаву поза зоною термічного впливу. Пластини алюмінієвого сплаву АМг 5 піддавали зварюванню тертям з перемішуванням при -1 V1=800 хв , V2=0,53 мм/с. Температура розігріву кромок мала значення 349-351 °С, що відповідає значенню 0,53 від температури плавлення. Рівень міцності сплаву в зоні зварювання перебільшив в 1,1-1,15 разів твердість металу поза зоною термічного впливу. Таким чином, змінюючи швидкості обертання інструмента і переміщення його уздовж шва, що призводить до розігріву кромок до 0,53-0,6 від температури плавлення, досягається підвищення твердості металу зварного з'єднання до рівня похідного алюмінієвого сплаву. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Спосіб зварювання тертям з перемішуванням сплавів на основі алюмінію, який визначається швидкістю обертання робочого інструмента навколо власної осі та переміщення його уздовж лінії зварювання, що забезпечує необхідний розігрів кромок металу, який відрізняється тим, -1 що швидкість обертання робочого інструмента має значення в інтервалі 800-1000 хв. та швидкість його переміщення уздовж шва 25...40 мм/хв., яка забезпечує необхідний нагрів кромок до значень 0,53-0,6 від температури плавлення металу. 1 UA 75698 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2