RU2482944C1 - Способ получения сварных конструкций из литых деталей алюминиевых сплавов - Google Patents
Способ получения сварных конструкций из литых деталей алюминиевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2482944C1 RU2482944C1 RU2011153422/02A RU2011153422A RU2482944C1 RU 2482944 C1 RU2482944 C1 RU 2482944C1 RU 2011153422/02 A RU2011153422/02 A RU 2011153422/02A RU 2011153422 A RU2011153422 A RU 2011153422A RU 2482944 C1 RU2482944 C1 RU 2482944C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welded
- cast part
- welding
- cast
- parts
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для получения листосварных конструкций авиационного назначения. Способ включает обработку свариваемых кромок литых деталей перед сваркой путем осуществления сварки трением с перемешиванием. Затем механически обрабатывают кромки свариваемых деталей. При этом в высокотемпературной зоне термического влияния литой детали обеспечивают упомянутую деформированную структуру. Техническим результатом изобретения является получение сварной конструкции, состоящей из литых деталей, либо конструкции, содержащей литую деталь, сваренную с листом, прессованным профилем или штамповкой, которая имеет прочность сварных соединений не ниже прочности основного металла (литой детали). 4 ил., 3 табл., 2 пр.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности, может быть использовано для получения литосварных конструкций авиационного назначения, в которых к сварным соединениям предъявляются высокие требования по прочности, ударной вязкости и герметичности.
Известен способ соединения литых деталей из алюминиевых сплавов методом сварки трением с перемешиванием, который обеспечивает получение плотных сварных соединений с высоким уровнем прочности [H.J.Liu, H.Fujii and K.Nogi. “Microstructure and mechanical properties of friction stir welded joints of AC4A aluminium alloy” // Material science and Techology., 2004, №4, v.20, p.399-402]. Недостатком данного способа, применительно к литым деталям, является то, что для сварки необходима очень жесткая фиксация свариваемых кромок друг к другу и их прижатие к технологической подкладке, зазор при сборке не допускается. Это очень затрудняет сборку литых деталей под сварку, часто делает данный способ неприменимым для сварки конструкций из литых деталей (литые детали, для изготовления которых используются специальные литейные сплавы, более жесткие и хрупкие, чем детали из деформируемых сплавов).
Известен способ получения сварных конструкций, из литых деталей и деформированных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, методом аргонодуговой сварки, при котором для получения высокой прочности, высоких эксплуатационных свойств сварных соединений, отсутствия пористости в сварных швах литые детали получают по специальной технологии, используя высокочистые шихтовые материалы, специальные режимы плавки, рафинирования и модифицирования [«Сварка в самолетостроении», под ред. Б.Е.Патона // Киев, издательство МИИВЦ, 1998, 696 с.] - прототип.
Однако, хотя при данном способе получения литосварных конструкций удается получить герметичные сварные соединения, оплавление границ зерен в высокотемпературной зоне термического влияния приводит к снижению ударной вязкости в этой зоне соединения и, в итоге, не обеспечивается требуемая прочность и надежность сварной конструкции в условиях эксплуатации авиационной техники. Разрушение конструкции происходит по зоне сплавления со стороны литой детали.
Задачей изобретения является получение литосварных конструкций из алюминиевых сплавов (конструкций, в которых литые детали свариваются между собой или литая деталь сваривается с листом, прессованным профилем, штамповкой), в которых свойства сварных соединений по качеству, в частности по прочности, не уступали бы прочности основного металла. Это достигается тем, что литые детали из алюминиевых сплавов сваривают аргонодуговой сваркой после предварительной обработки кромок сваркой трением с перемешиванием и механически обрабатывают таким образом, чтобы после аргонодуговой сварки зона термомеханического влияния, сформированная сваркой трением, оказалась в высокотемпературной зоне термического влияния шва АДС.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение сварной конструкции, состоящей из литых деталей, либо конструкции, содержащей литую деталь (детали) сваренную с листом, прессованным профилем или штамповкой, и которая имеет прочность сварных соединений не ниже прочности основного металла (литой детали), и может использоваться в ответственных, в том числе авиационных, конструкциях.
Указанный технический результат достигается тем, что высокий комплекс механических характеристик и эксплуатационных свойств сварных соединений достигается за счет предварительного (перед сваркой плавлением) формирования в свариваемых кромках деформированной структуры методом сварки трением с перемешиванием. Последующая механическая обработка кромок литых деталей и их сборка под аргонодуговую сварку производится таким образом, чтобы в высокотемпературной зоне термического влияния оказался пластически деформированный металл (т.н. зона термомеханического влияния шва), сформированный при обработке сваркой трением. В результате, сварной шов, выполненный аргонодуговой сваркой, имеет в высокотемпературной зоне термического влияния деформированную структуру.
Пример 1 реализации предлагаемого изобретения.
- Кромку литых деталей из сплава типа ВАЛ 16 (литье в кокиль, химический состав - в табл.1) обработали методом сварки трением с перемешиванием (рис.1). На рисунке 1 показана зона термомеханического влияния шва сварки трением с перемешиванием (деформированная структура). Толщина кромки 5 мм.
Таблица 1 | |||||||
Химический состав сплава ВАЛ16 | |||||||
Сплав | Al | Mg | Cr | Be | Zr | Ti | Mn |
ВАЛ16 | осн. | 7,0 | 0,15 | 0,1-0,15 | 0,1-0,15 | 0,15 | 0,17 |
- На фрезерном станке проведена разделка кромок по ГОСТ14806 предварительно обработанной поверхности методом сварки трением с перемешиванием (рис.2. Кромка с деформированной структурой после механической обработки).
- Проведена прихватка деталей способом аргонодуговой сварки с присадочной проволокой Св1557.
- Проведена аргонодуговая сварка литых деталей между собой, сварочный ток Iсв=160А, U1=16 Вб\, Vсв=14 м/мин. На рисунке 3 представлена схема сварного соединения: 1 - шов аргонодуговой сварки; 2 - деформированная структура высокотемпературной зоны термического влияния..
Сварной узел разрезан на образцы, и проведены испытания механических свойств сварного соединения при статическом растяжении (табл.2). На рисунке 4 представлен сварной образец после испытания на растяжение.
Анализ результатов испытаний показывает, что разрушение соединения прошло по основному металлу, как показано на рисунке 4, и таким образом, коэффициент прочности сварного шва литосварной конструкции составляет 1.
Таблица 2 | ||||
Предел прочности при статическом растяжении основного металла ВАЛ16 и сварных образцов. Сварка аргонодуговая, присадочнаяпроволока СвАМг63. | ||||
№ пп | Тип образца | σв, МПа | Коэффициент прочности | Примечание |
1 | Основной металл | 275 | ||
2 | Сварное соединение | 275 | 1 | Разрушение по основному металлу |
3. | Сварка по способу прототипу, без обработки СТП | 225 | 0,82 | Разрушение по зоне сплавления |
Пример 2 реализации предлагаемого изобретения
Кромку литой детали из сплава ВАЛ 16 обработали методом сварки трением перемешивания аналогично тому, как это делалось в Примере 1.
Литую деталь сварили с листом из сплава АМг6.
Результаты испытаний представлены в таблице 3.
Таблица 3 | |||
Механические свойства основного металла ВАЛ16 и сварных образцов. | |||
№ пп | Тип образца | σв,, МПа | Примечание |
1 | Основной металл лист АМГ6М | 320 | |
2 | Основной металл отливка ВАЛ16 | 275 | |
3 | Сварное соединение | 275 | Разрушение по основному металлу - отливке |
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет обеспечить равнопрочность сварного соединения с основным металлом (литой деталью).
Claims (1)
- Способ получения сварных конструкций деталей из алюминиевых сплавов, включающий аргонодуговую сварку литой детали с литой деталью или литой детали с прессованной, или с катаным полуфабрикатом, или со штамповкой, отличающийся тем, что предварительно свариваемые кромки литой детали обрабатывают сваркой трением с перемешиванием с формированием деформированной структуры, а затем механически обрабатывают кромки свариваемых деталей таким образом, чтобы обеспечить в высокотемпературной зоне термического влияния литой детали упомянутую деформированную структуру.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011153422/02A RU2482944C1 (ru) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | Способ получения сварных конструкций из литых деталей алюминиевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011153422/02A RU2482944C1 (ru) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | Способ получения сварных конструкций из литых деталей алюминиевых сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2482944C1 true RU2482944C1 (ru) | 2013-05-27 |
Family
ID=48791854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011153422/02A RU2482944C1 (ru) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | Способ получения сварных конструкций из литых деталей алюминиевых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2482944C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616684C2 (ru) * | 2015-09-16 | 2017-04-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ получения сварных конструкций алюминиевого сплава с высокой вязкостью разрушения |
RU2643029C1 (ru) * | 2016-10-27 | 2018-01-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ изготовления сварных конструкций из термически неупрочняемых алюминиевых сплавов |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU841852A1 (ru) * | 1979-06-28 | 1981-06-30 | Предприятие П/Я Р-6476 | Способ аргонодуговой сварки |
JP2005034868A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Daihen Corp | アルミニウム又はマグネシウム製ダイキャストのアーク溶接方法 |
JP2005205415A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Nissan Motor Co Ltd | 鋳物用アルミニウム合金のアーク溶接方法およびアーク溶接トーチ |
SU1185781A1 (ru) * | 1983-05-13 | 2006-04-27 | А.Г. Двуреченский | Способ подготовки и сборки под сварку кольцевых стыков |
-
2011
- 2011-12-27 RU RU2011153422/02A patent/RU2482944C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU841852A1 (ru) * | 1979-06-28 | 1981-06-30 | Предприятие П/Я Р-6476 | Способ аргонодуговой сварки |
SU1185781A1 (ru) * | 1983-05-13 | 2006-04-27 | А.Г. Двуреченский | Способ подготовки и сборки под сварку кольцевых стыков |
JP2005034868A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Daihen Corp | アルミニウム又はマグネシウム製ダイキャストのアーク溶接方法 |
JP2005205415A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Nissan Motor Co Ltd | 鋳物用アルミニウム合金のアーク溶接方法およびアーク溶接トーチ |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Сварка в самолетостроении / Под ред. Б.Е.Патона. - Киев: «МИИВЦ», 1998. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616684C2 (ru) * | 2015-09-16 | 2017-04-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ получения сварных конструкций алюминиевого сплава с высокой вязкостью разрушения |
RU2643029C1 (ru) * | 2016-10-27 | 2018-01-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ изготовления сварных конструкций из термически неупрочняемых алюминиевых сплавов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Shiri et al. | Gas tungsten arc welding of CP-copper to 304 stainless steel using different filler materials | |
Cao et al. | Effect of pre-and post-weld heat treatment on metallurgical and tensile properties of Inconel 718 alloy butt joints welded using 4 kW Nd: YAG laser | |
Kar et al. | Significance of tool offset and copper interlayer during friction stir welding of aluminum to titanium | |
Zhang et al. | Tensile properties of laser additive manufactured Inconel 718 using filler wire | |
Ishak et al. | Effect of filler on weld metal structure of AA6061 aluminum alloy by tungsten inert gas welding | |
EP2853339B1 (en) | Welding material for welding of superalloys | |
RU2482944C1 (ru) | Способ получения сварных конструкций из литых деталей алюминиевых сплавов | |
Correa et al. | Weldability of iron-based powder metal materials using pulsed plasma arc welding process | |
Matsuda et al. | Formation of interfacial reaction layer for stainless steel/aluminum alloy dissimilar joint in linear friction welding | |
Sandnes et al. | Fatigue properties of AA6060‐T6 butt welds made by hybrid metal extrusion & bonding | |
Schwarz et al. | Welding of additive manufactured Alsi10mg: using laser welding in a vacuum for high quality weld seams—a new approach to welding LPBF manufactured AlSi10Mg | |
Li et al. | Joining technologies for aluminium castings—A review | |
Bamberg et al. | Improvement of the resistance spot welding of Al-Mg-Si alloys by using cladding technology: An optical and mechanical characterization study | |
Wu et al. | Study on the electron beam welding process of ZTC4 titanium alloy | |
Winarto et al. | Mechanical and microstructural properties of friction stir welded dissimilar aluminum alloys and pure copper joints | |
Arulmurugan et al. | Investigation on mechanical and microstructure characteristics of nickel based C-2000 super alloy using laser beam welding | |
Shinde et al. | Review of experimental investigations in friction welding technique | |
Abbas et al. | Effect of Weld Current and Weld Speed on the Micro structure and Tensile Properties of Magnesium Alloy Specimens during Tungsten Inert Gas Welding | |
Quan et al. | Characteristics of laser welded wrought Mg–Al–Mn alloy | |
Takhti et al. | Microstructure characterization and mechanical properties of gas tungsten arc welded cast A356 alloy | |
Selvaraj et al. | Investigation on mechanical properties of welded aluminium joints of aa 8011 using friction stir welding | |
Mukundhan et al. | Effect of friction pressure on microstructure and tensile properties of linear friction welded Ti–6Al–4V alloy joints | |
Kuchuk-Yatsenko et al. | Structure of γ-TiAl joints in resistance butt welding with application of interlayers | |
Seffer et al. | Laser GMA hybrid welding for thick wall applications of pipeline steel with the grade X70 | |
Dittrich et al. | Laser beam welding of hot crack sensitive Al-alloys without filler wire by intensity controlled dynamic beam oscillation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161228 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200127 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201228 |