АО «Самарский металлургический завод», Москва, Россия

А. М. Дриц, директор по развитию бизнеса и технологий, канд. техн. наук, эл. почта: dritsam@gmail.com

Московский политехнический университет, Москва, Россия

В. В. Овчинников, заведующий кафедрой «Материаловедение», докт. техн. наук, профессор, эл. почта: vikov1956@mail.ru
Р. Б. Резцов, аспирант кафедры «Материаловедение», эл. почта: anikron_91@mail.ru

Получены результаты механических свойств сварных соединений плит из сплава 1901Т1 толщиной 15 мм, выполненных ручной многопроходной аргонодуговой сваркой. В качестве присадочного материала применяли проволоки СвАМг63 и Св1575, легированные скандием. При испытаниях сварных соединений плит сплава 1901Т1, выполненных многопроходной ручной аргонодуговой сваркой, разрушение образцов происходило в зоне термического влияния. Коэффициент прочности соединений, выполненных ручной аргонодуговой сваркой с присадочной проволокой СвАМг63, составил 0,63, с проволокой Св1575 — 0,66. Разрушение образцов сварных соединений плит сплава 1901Т1 при испытаниях происходило в высокотемпературной области зоны термического влияния. Нагрев сварных соединений до температуры 170 ^oC с выдержкой в течение 2 ч привел к снижению коэффициента прочности сварных соединений до 0,60–0,61. Введение скандия в металл сварного шва через присадочную проволоку Св1575 позволило повысить временное сопротивление металла шва на 10–12 % по сравнению с проволокой СвАМг63. Установлено, что нагрев сварных соединений до 170 oC с выдержкой в течение 2 ч привел к повышению временного сопротивления металла шва до 288,1 МПа (проволока СвАМг63) и 317,4 МПа (проволока Св1575). При многопроходной аргонодуговой сварке с присадочной проволокой Св1575 плит сплава 1901Т1 в металле шва наблюдается формирование мелкозернистой (12–28 мкм) структуры с выделениями частиц Al3Sc по границам зерен. При использовании присадочной проволоки СвАМг63 размер зерна составляет 45–95 мкм.

Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда в рамках проекта № 22–19–00121 «Закономерности структурно-фазовых превращений в алюминиево-кальциевых сплавах, легированных цинком и магнием».

1. Дриц А. М., Овчинников В. В. Сварка алюминиевых сплавов (монография). — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Издательство «Руда и Металлы», 2020. — 476 с.
2. Арцруни А. А., Купрюнин Д. Г. Алюминиевая броня для военной техники. — М. : Издательство «Радио Софт», 2017. — 255 с.
3. Дриц А. М., Овчинн иков В. В., Резцов Р. Б., Шумейко Р. М. Свойства стыковых соединений плит сплава 1901Т1, выполненных односторонней сваркой трением с перемешиванием // Цветные металлы. 2023. № 10. С. 82–89.
4. Weglowski M. S. Friction stir processing // State of the art, Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2018. Vol. 18, Iss. 1. P. 114–129.
5. Yürük A., Çevik B., Kahraman N. Microstructure and mechanical properties of friction stir welded dissimilar 5754-H111-6013-T6 aluminum alloy joints // Materials Testing. 2019. Vol. 61, No. 10. P. 941–946.
6. Patel V. V., Badheka V., Kumar A. Influence of friction stir processed parameters on superplasticity of Al – Zn – Mg – Cu alloy // Materials and Manufacturing Processes. 2016. Vol. 31, Iss. 12. P. 1573–1582.
7. Samiuddin M. et al. Investigation on the process parameters of TIG-welded aluminum alloy through mechanical and microstructural characterization // Defence Technology. 2021. Vol. 17, Iss. 4. P. 1234–1248.
8. ГОСТ 4784–2019. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. — Вве д. 01.09.2019.
9. ГОСТ 7871–2019. Прово лока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов. — Введ. 01.02.2020.
10. ГОСТ 6996–66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств. — Введ. 01.01.1967.
11. Andrade D. G. et al. Modelling torque and temperature in friction stir welding of aluminium alloys // International Journal of Mechanical Sciences. 2020. Vol. 182. 105725.
12. ГОСТ Р ИСО 6507-1–2007. Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод измерения. — Введ. 01.08.2008.
13. ГОСТ 9.021–74. Единая система защиты от коррозии и старения. Алюминий и сплавы алюминиевые. Методы ускоренных испытаний на межкристаллитную коррозию. — Введ. 01.01.1975.

14. Drits A. M., Ovchinnikov V. V., Reztsov R. B. Effect of defects at the root of the joints of 1901 alloy plates made by one-sided friction stir welding on their mechanical properties // Russian Metallurgy (Metally). 2024. Vol. 2024, No. 3. P. 629–636 . DOI: 10.1134/S0036029524701040
15. Zhang L., Li X., Nie Z., Huang H. et al. Comparison of microstructure and mechanical properties of TIG and laser welding joints of a new Al – Zn – Mg – Cu alloy // Materials and Design. 2016. Vol. 92. P. 880–887.
16. Nakamura T. et al. Friction stir welding of non-heat-treatable high-strength alloy 5083-O // Metals. 2018. Vol. 8, Iss. 4. 208.
17. Zhang K. et al. Effect of welding thermal cycle on microstructural evolution of Al – Zn – Mg – Cu alloy // Materials Science and Engineering: A. 2018. Vol. 717. P. 85–94.
18. Kang M., Kim C. A review of joining processes for high strength 7xxx series aluminum alloys // Journal of Welding and Joining. 2017. Vol. 35, Iss. 6. P. 79–88.
19. Яшин В. В., Арышенский В. Ю., Латушкин И. А., Тептерев М. С. Обоснование технологии изготовления плоского проката из алюминиевых сплавов системы Al – Mg – Sc для аэрокосмической промышленности // Цветные металлы. 2018. № 7. С. 75–82.
20. Heidarzadeh A. et al. Friction stir welding/processing of metals and alloys: A comprehensive review on microstructural evolu tion // Progress in Materials Science. 2021. Vol. 117. 100752.
21. Vysotskiy I. et al. Microstructure evolution and strengthening mechanisms in friction-stir welded Al – Mg – Sc alloy // Materials Science and Engineering: A. 2020. Vol. 770. 138540.
22. Hu Y. et al. Effect of ultrasound on microstructure evolution of friction stir welded aluminum alloys // Journal of Manufacturing Processes. 2020. Vol. 56. P. 362–371.