RU2610996C2 - Способ повышения прочностных свойств сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием - Google Patents
Способ повышения прочностных свойств сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610996C2 RU2610996C2 RU2015132829A RU2015132829A RU2610996C2 RU 2610996 C2 RU2610996 C2 RU 2610996C2 RU 2015132829 A RU2015132829 A RU 2015132829A RU 2015132829 A RU2015132829 A RU 2015132829A RU 2610996 C2 RU2610996 C2 RU 2610996C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- welded joints
- mixing
- friction welding
- strength
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
Abstract
Изобретение может быть использовано для повышения технологических и эксплуатационных характеристик сварных конструкций и сложных деталей, изготовленных из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, полученных сваркой трением с перемешиванием, в частности, при изготовлении различных конструкций для автомобильной промышленности, например для производства дисков автомобильных колес. Сначала проводят послесварочную термическую обработку на твердый раствор с выдержкой в печи в интервале температур от 450°С до 580°С в течение от 30 до 60 минут с последующей закалкой в воду. Затем осуществляют послесварочное искусственное старение в интервале температур от 160°С до 205°С в течение от 1 до 18 часов. Способ позволяет получать сварные конструкции из термически упрочняемых алюминиевых сплавов с высокими механическими свойствами и коэффициентом прочности соединений, близким к уровню основного материала. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к способу повышения технологических и эксплуатационных характеристик сварных конструкций и сложных деталей, изготовленных из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, полученных сваркой трением с перемешиванием.
Известен способ повышения прочностных свойств сварных соединений термически упрочняемых алюминиевых сплавов, в котором детали, соединенные сваркой трением с перемешиванием, подвергаются послесварочной термической обработке в интервале температур 320-400оF (160-205оС) от одного до нескольких часов (WO№2004/041468 A2, публ. 21.05.2004). Повышение прочностных свойств происходит за счет выделения частиц вторых фаз, которые были частично или полностью растворены и/или укрупнились во время процесса сварки трением с перемешиванием.
Недостатком прототипа является то, что послесварочное старение, которое предложено в прототипе не оказывает влияния на перераспределение фаз, которые выделяются в процессе сварки трением с перемешиванием, а также не может уменьшить размер уже выделившихся частиц, так как при определенных режимах сварки трением с перемешиванием вместо растворения частиц вторых фаз происходит их укрупнение, что снижает прочностные свойства сварного соединения. Вследствие указанного недостатка, повышение уровня прочностных свойств происходит на относительно небольшой уровень и не может обеспечить достаточно высокой прочности соединения относительно основного материала (коэффициент прочности сварного соединения в этом случае составляет не более 80% от предела прочности основного материала).
320оF-400оF по шкале Фаренгейта в переводе соответствует 160оС-205оС Цельсия (Большая советская энциклопедия.-М.: Советская энциклопедия, 1969-1978; Берлин А.Я. Техника лабораторной работы в органической химии издание второе, М.: Государственное научно-техническое издательствохимической литературы, 1963, с.29).
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание способа повышения прочностных свойств сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием, обеспечивающего повышение коэффициента прочности таких соединений, близкого к уровню основного материала.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе повышения прочностных свойств сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием, выполненных из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, включающем послесварочное искусственное старение в интервале температур 160оС-205оС от одного до нескольких часов, сначала проводят послесварочную термическую обработку на твердый раствор выдержкой в печи в интервале температур от 450оС до 580 оС и выдержкой в данном интервале от 30 минут до нескольких часов c последующей закалкой в воду, а затем послесварочное искусственное старение.
Отличительные признаки:
- термическая обработка на твердый раствор выдержкой в печи в интервале температур от 450оС до 580 оС и выдержкой в данном интервале от 30 минут до нескольких часов c последующей закалкой в воду, приводит к полному растворению частиц вторых фаз, которые выделились и/или укрупнились в процессе сварки трением с перемешиванием;
- последующее искусственное старение в интервале температур 160оС-205оС в течение нескольких часов приводит к выделению частиц вторых фаз из пересыщенного твердого раствора, что способствует повышению коэффициента прочности таких соединений, близкого к уровню основного материала.
Пример осуществления предлагаемого изобретения.
В качестве свариваемых деталей использовали листы толщиной 6 мм термически упрочняемого алюминиевого сплава AA6061, относящего к системе Al-Mg-Si. В данной системе сплавов прочностные характеристики достигаются путем закалки в воду с последующим искусственным старением. Для используемого сплава АА6061 использовали следующую термическую обработку (ТО): выдержка в печи при 530 оС в течение 1 часа, закалка в воду, затем искусственное старение при 160 оС в течение 18 часов с охлаждением на воздухе. В результате подобной термической обработки предел текучести сплава составил 185 МПа, предел прочности 385 МПа, удлинение до разрушения около 20%. Затем листы были соединены методом сварки трением с перемешиванием встык. После процесса соединения сварные соединения были помещены в печь, разогретую до 530 оС, на 1 час. После выдержки при данной температуре сварные соединения охладили (закалили) в воде и сразу же поместили в другую печь, разогретую до 160 оС. В этой печи сварные соединения выдерживали в течение 18 часов. После выдержки соединения охлаждали на воздухе.
Механические испытания сварных соединений проводили на образцах, вырезанных поперек сварных соединений таким образом, чтобы все зоны сварного соединения, включая основной материал, находились в рабочей (испытываемой) части образца. Испытания основного материала показали, что предел текучести, предел прочности и относительное удлинение до разрыва составили 320 МПа, 355 МПа и 13%, соответственно (таблица 1). Механические испытания сварных соединений, обработанных по способу, описываемому в данном изобретении, показали, что их прочностные характеристики практически достигли уровня основного материала (таблица 1). Предел текучести составил 320 МПа, предел прочности 340 МПа, а относительное удлинение около 8%. Данное повышение прочностных свойств было достигнуто за счет полного растворения частиц в сварном соединении при закалке и повторного его выделения при последующем искусственном старении. За счет этого, в сварном соединении фазовый состав и морфология частиц вторых фаз соответствует фазовому составу и морфологии частиц в основном материале. В результате этого, уровень прочностных свойств сварного соединения достигает уровня близкого прочности основного материала.
Для полного выявления эффекта предложенного способа упрочнения сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием, были определены прочностные свойства сварных соединений сразу после сварки и соединения, обработанные по способу, описанному в прототипе, то есть старение при 160 оС в течение 18 часов. В случае сварных соединений без какой-либо послесварочной обработки предел текучести составил 130 МПа, предел прочности 200 МПа, а относительное удлинение до разрушения около 8,5% (таблица 1). В случае послесварочной термической обработки по прототипу предел текучести составил 185 МПа, предел прочности 225 МПа, а относительное удлинение до разрушения около 3,5% (таблица 1).
Таблица 1
Результаты испытаний сплава АА6061 и выполненных из него сварных соединений
Состояние | Предел текучести, МПа | Предел прочности, МПа | Удлинение до разрушения, % |
Лист сплава АА6061 после ТО | 320 | 355 | 13 |
Сварное соединение без ТО | 130 | 200 | 8,5 |
Сварное соединение с ИС | 185 | 225 | 3,5 |
Сварное соединение с ТО | 290 | 340 | 8 |
Таким образом, предложенный способ позволяет получать сварные конструкции из термически упрочняемых алюминиевых сплавов с повышенными механическими свойствами и коэффициентом прочности таких соединений, близким к уровню основного материала. Предложенный способ может быть использован для изготовления различных конструкций для автомобильной промышленности, в частности для производства дисков автомобильных колес.
Claims (1)
- Способ термической обработки сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием, выполненных из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, включающий послесварочное искусственное старение, отличающийся тем, что сначала проводят послесварочную термическую обработку на твердый раствор с выдержкой в печи в интервале температур от 450°С до 580°С в течение от 30 до 60 минут с последующей закалкой в воду, а затем послесварочное искусственное старение в интервале температур от 160°С до 205°С в течение от 1 до 18 часов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015132829A RU2610996C2 (ru) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | Способ повышения прочностных свойств сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015132829A RU2610996C2 (ru) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | Способ повышения прочностных свойств сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015132829A RU2015132829A (ru) | 2017-02-09 |
RU2610996C2 true RU2610996C2 (ru) | 2017-02-17 |
Family
ID=58453548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015132829A RU2610996C2 (ru) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | Способ повышения прочностных свойств сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2610996C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805532C1 (ru) * | 2023-04-13 | 2023-10-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ получения сварных соединений мартенситной высокохромистой стали |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003082512A1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-09 | Surface Technology Holdings, Ltd. | Apparatus and method for forming a weld joint having improved physical properties |
WO2004041468A2 (en) * | 2002-09-21 | 2004-05-21 | Universal Alloy Corporation | Welded aluminum alloy structure |
WO2008156532A2 (en) * | 2007-05-14 | 2008-12-24 | Alcoa Inc. | Aluminium alloy products having improved property combinations and method for their production |
RU2013154360A (ru) * | 2011-05-13 | 2015-06-20 | Пауль Хартманн Аг | Устройство для создания вакуума, предназначенное для вакуумирования ран |
-
2015
- 2015-08-06 RU RU2015132829A patent/RU2610996C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003082512A1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-09 | Surface Technology Holdings, Ltd. | Apparatus and method for forming a weld joint having improved physical properties |
WO2004041468A2 (en) * | 2002-09-21 | 2004-05-21 | Universal Alloy Corporation | Welded aluminum alloy structure |
WO2008156532A2 (en) * | 2007-05-14 | 2008-12-24 | Alcoa Inc. | Aluminium alloy products having improved property combinations and method for their production |
RU2465360C2 (ru) * | 2007-05-14 | 2012-10-27 | Алкоа Инк. | Изделия из алюминиевого сплава, имеющие улучшенные комбинации свойств |
RU2013154360A (ru) * | 2011-05-13 | 2015-06-20 | Пауль Хартманн Аг | Устройство для создания вакуума, предназначенное для вакуумирования ран |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805532C1 (ru) * | 2023-04-13 | 2023-10-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Способ получения сварных соединений мартенситной высокохромистой стали |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015132829A (ru) | 2017-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2900961C (en) | Methods for artificially aging aluminum-zinc-magnesium alloys, and products based on the same | |
AU2016335891B2 (en) | Optimization of aluminum hot working | |
Taheri-Mandarjani et al. | Hot ductility behavior of an extruded 7075 aluminum alloy | |
CA2962629C (en) | Aluminum alloy products and a method of preparation | |
EP0162096B1 (fr) | Alliages a base d'aluminium contenant du lithium, du magnesium et du cuivre | |
US10450639B2 (en) | Heat treatment to improve joinability of aluminum sheet | |
KR102437942B1 (ko) | 6xxx 알루미늄 합금 | |
US10161027B2 (en) | Heat treatment for reducing distortion | |
JP2008196009A (ja) | アルミニウム合金材の製造方法及び熱処理型アルミニウム合金材 | |
JP7003676B2 (ja) | アルミニウム合金熱間鍛造品の製造方法 | |
JP7018274B2 (ja) | 押出成形用のアルミニウム合金及びそれを用いた押出材の製造方法 | |
JP2015004130A5 (ru) | ||
CN106244957A (zh) | AlSi7Mg铝合金铸件的热处理工艺 | |
US20160168676A1 (en) | Air quenched heat treatment for aluminum alloys | |
RU2009145289A (ru) | Способ температурной обработки сплавов магния | |
JP2015101756A (ja) | アルミニウム合金材の製造方法 | |
RU2610996C2 (ru) | Способ повышения прочностных свойств сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием | |
US20180223405A1 (en) | A fast ageing method for stamped heat-treatable alloys | |
RU2238997C1 (ru) | Способ изготовления полуфабрикатов из алюминиевого сплава и изделие, полученное этим способом | |
WO2021101485A2 (en) | Thermo-mechanical treatment method for strengthening aa7075- t651 alloy during rra heat treatment | |
Nur Ismarrubie et al. | Effect of heat treatment on mechanical properties and susceptibility to stress corrosion cracking of aluminium alloy | |
WO2010029572A1 (en) | Method for manufacture of aluminium alloy sheets | |
US20200299818A1 (en) | Method and system for forming aluminum alloy blank | |
RU2613003C1 (ru) | Способ изготовления деталей из титановых сплавов | |
RU2617188C2 (ru) | Способ обработки полуфабрикатов из титановых сплавов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181219 Effective date: 20181219 |