УДК 539.24, 539.25, 539.373, 539.431, 539.4.015

 

DOI 10.24411/1683-805X-2019-16006

 

В данной работе представлены две стратегии оптимизации процесса сварки трением с перемешиванием (СТП) термически упрочняемого алюминиевого сплава АА6061-Т6. Первая из них заключается в оптимизации режима сварки для обеспечения сочетания максимально высокой температуры процесса и кратчайшего времени термического воздействия. В этом случае термический цикл сварки трением с перемешиванием становится схожим с обычной обработкой на твердый раствор и восстановления прочностных характеристик швов можно добиться посредством обычного послесварочного старения. Более того, показано, что использование данного режима способствует возникновению значительных сжимающих внутренних напряжений, что, в свою очередь, обеспечивает высокую усталостную прочность сварных соединений. Второй подход основан на использовании стандартной послесварочной обработки на твердый раствор и последующее старение. Однако для подавления аномального роста зерен, который обычно имеет место в ходе высокотемпературного отжига СТП-соединений, термическую обработку рекомендовано предварять небольшой пластической деформацией. Это способствует накоплению повышенной плотности дислокаций и таким образом последующий отжиг деформированных СТП-швов активизирует процесс статической рекристаллизации вместо аномального роста зерен.

Ключевые слова: термически упрочняемые алюминиевые сплавы, сварка трением с перемешиванием, термическая обработка, дисперсионное твердение, аномальный рост зерен, усталостная прочность

Optimization of friction-stir welding of 6061-T6 aluminum alloy

In this work, two simple but effective strategies were proposed to optimize friction-stir welding of 6061-T6 aluminum alloy. The first one involved an optimization of welding variables to provide a combination of a relatively high welding temperature and the shortest possible thermal cycle during friction-stir welding. This inhibited precipitation coarsening in the heat-affected zone and resulted in considerable residual stress. Accordingly, the produced welds exhibited excellent strength characteristics under static and cyclic loading conditions. The second method was based on the application of the standard postweld T6 tempering. To avoid the abnormal grain growth, which usually occurs during solutionizing of aluminum friction-stir welds, a prestrain rolling was employed prior to the material tempering. This promoted an activation of recrystallization processes during subsequent heat treatment, thus suppressing the abnormal grain growth.

Keywords: heat-treatable aluminum alloys, friction-stir welding (FSW), heat treatment, precipitation strengthening, abnormal grain growth, fatigue

 

 

 

И.В. Высоцкий, С.С. Малофеев, С.Ю. Миронов, Р.О. Кайбышев  Оптимизация процесса сварки трением с перемешиванием алюминиевого сплава АА6061-Т6 // Физ. мезомех. - 2019. - Т. 22. - № 6. - С. 58-83