ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ СВАРНОГО ШВА ПОСЛЕ СВАРКИ ТРЕНИЕМ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КОМБИНИРОВАННЫХ КОМПОЗИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Jazyk:	ruština
Rok vydání:	2023
Předmět:	friction welding сварка трением микроструктура комбинированная деталь microstructure weld zone weld joint composite material композиционный материал околошовная зона структурные преобразования combined part structural transformations сварной шов
DOI:	10.23670/irj.2023.129.26
Popis:	Сварка трением представляет собой метод соединения материалов в твердой фазе, при котором зона соединения нагревается за счет работы против сил трения, возникающих на свариваемых поверхностях, находящихся в относительном движении и прижатых друг к другу нормальным усилием [1], [2], [3].Разрушение и удаление загрязнений обеспечиваются термическим воздействием, механическим износом и пластическим течением металла вдоль поверхности скольжения. После достижения в зоне соединения нужной сварочной температуры и определенной деформации материала относительное движение заготовок практически мгновенно прекращается, и процесс сварки заканчивается естественным охлаждением изделия. Особенности метода связаны с кинетикой тепловыделения и пластического деформирования материалов [4], [5], [6].В работе в качестве модельной комбинированной композитной детали нами был выбран шнек героторного мотора с рабочей частью из износостойкого МКМ с алюминиевой матрицей и крепежной части из алюминиевого сплава АК4. Состав МКМ АК4 – армирующие элементы SiC и B4C в различном соотношении (5%B4C; 5%B4C+10%SiC; 20%SiC). Композиционный материал изготавливался введением армирующих частиц методом механического замешивания в расплав и после кристаллизации из слитка экструдировались стержни диаметром 12 мм. Для сварки трением использовались стержни из АК4 и МКМ с различными армирующими наполнителями. Сварка проводилась на машине МСТ-31 на различных режимах. Исследование пластического течения сплава АК4 и АКМ в зоне сварки показало, что объемная доля наполнителя независимо от природы значительно влияет на пластическую деформацию материала при температурах сварки трением. Исследования микроструктуры сварного шва и околошовной зоны показали, что процесс экструзии достаточно сильно влияет как на микроструктуру сплава АК4, так и на микроструктуру МКМ, объемная доля наполнителя независимо от природы значительно влияет на пластическую деформацию материала при температурах сварки трением. Увеличение давления при нагреве с 0,12 до 0,2 МПа и при дальнейшем увеличении давления при проковке с 0,18 до 0,3 МПа привело к образованию трещины в МКМ вблизи линии сварного шва. Замеры микротвердости показали, что твердость в околошовной зоне при использовании сварки трением в сплаве АК4 повысилась на 23%, а геометрическая форма отпечатков говорит о том, что внутренние напряжения в зоне сварки отсутствуют. Friction welding is a method of joining materials in the solid phase, in which the junction zone is heated due to the work against frictional forces generated on the welded surfaces, which are in relative motion and pressed against each other by the normal force [1], [2], [3].Destruction and removal of contaminants is achieved by thermal effect, mechanical wear and the plastic flow of the metal along the sliding surface. After the desired welding temperature is reached in the joint zone and a certain material deformation is achieved, the relative motion of the workpieces stops almost immediately, and the welding process ends with the natural cooling of the product. Specifics of the method are associated with the kinetics of heat release and plastic deformation of materials [4], [5], [6].In the work, we chose an auger conveyor with a working part made of wear-resistant MCM with aluminium matrix and a fastening part made of aluminium alloy AK4 as a model combined composite part. Composition of MCM AK4 – reinforcing elements SiC and B4C in different ratios (5%B4C; 5%B4C+10%SiC; 20%SiC).The composite material was made by introducing reinforcing particles by mechanical mixing into the melt and, after crystallization, 12 mm diameter rods were extended from the melt. For friction welding, AK4 and MKM rods with different reinforcing fillers were used. Welding was carried out on the machine MST-31 at different modes. The study of the plastic flow of AK4 and AKM alloys in the welding zone showed that the volume fraction of the filler, regardless of its nature, significantly affects the plastic deformation of the material at friction welding temperatures. Studies of the microstructure of the weld and the weld zone showed that the extrusion process has a rather strong effect both on the microstructure of AK4 alloy and on the microstructure of MCM, the volume fraction of the filler, regardless of nature, significantly affects the plastic deformation of the material at friction welding temperatures. An increase in the heating pressure from 0.12 to 0.2 MPa and a further increase in forging pressure from 0.18 to 0.3 MPa resulted in the formation of a crack in the MCM near the weld line. Measurements of microhardness showed that the hardness in the weld zone using friction welding in AK4 alloy increased by 23%, and the geometric shape of the prints suggests that there are no internal stresses in the weld zone. Международный научно-исследовательский журнал, Выпуск 3 (129) 2023
Databáze:	OpenAIRE
Externí odkaz:	https://explore.openaire.eu/search/publication?articleId=doi_________::20eee71e866bab440117fd6d88c29df2 Zobrazit plný text záznamu