ВЛИЯНИЕ СИЛЫ ПРОКОВКИ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ РОТАЦИОННОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ

Возросший интерес к процессу сварки трением связан с широким распространением данной технологии на предприятиях машиностроения ввиду технологических преимуществ данного способа и высокого качества получаемых сварных соединений из одноименных и разноименных металлов и сплавов. Ротационная сварка трением (РСТ) является одной из разновидностей сварки, использующих нагрев трением, и применяется для деталей, имеющих форму цилиндра или труб. Основными технологическими параметрами процесса РСТ являются усилие при разогреве, усилие проковки, частота вращения при разогреве, длина оплавления. Все параметры связаны между собой и оказывают влияние на процесс формирования и свойства сварного соединения. В работе исследуется влияние давления проковки на микротвердость, свойства при растяжении и микроструктуру сварных соединений из сталей 32Г2 и 40ХН. Проанализированы фазовые превращения, происходящие в свариваемых материалах в результате термодеформационного воздействия. Показано изменение протяженности зоны термомеханического влияния (ЗТМВ) в зависимости от давления проковки. Получены результаты распределения микротвердости по сварному шву, иллюстрирующие образование упрочненных и разупрочненных участков. Приведены результаты испытаний сварных соединений на разрыв и ударную вязкость. Показаны морфологические особенности разрушения после испытаний на ударный изгиб. Установлено, что сила проковки влияет на микроструктурные характеристики, протяженность зоны термомеханического влияния привариваемых материалов, механические свойства и фрактографические особенности сварного стыка при испытании на ударный изгиб. Даны рекомендации по определению оптимальных значений силы проковки.

ротационная сварка трением (РСТ), сила проковки, зона термомеханического влияния (ЗТМВ), микроструктура, микротвердость, механические свойства

1. Friction Stir Welding and Processing / ed. R.S. Misha, M.W. Mahoney. San Francisco: ASM International, 2005. 298 p.

2. Красильников В.В., Шагабутдинов Э.Р., Кузнецов М.Е., Бородулин И.В., Каратыш В.В. Точечная сварка трением с перемешиванием с разделением цикла сварки для нахлесточных соединений // Master’s Journal. 2015. № 1. С. 48-53.

3. Рзаев Р.А., Чуларис А.А., Досимов А.С., Наумов А.А., Зотов О.Г. Использование технологических приемов для повышения прочности разнородных сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2018. № 1. С. 67-76.

4. Зяхор И.В., Завертанный М.С., Чернобай С.В. Линейная сварка трением металлических материалов // Автоматическая сварка. 2014. № 12. С. 29-36.

5. Хуснуллин А.М., Кашаев Р.М. Управление линейной сваркой трением // Письма о материалах. 2016. Т. 6. № 3. С. 227-230.

6. Kelly M.R., Schmid S.R., Adams D.S., Fletcher J. Induction Pre-Heated Linear Friction Welding // Key Engineering Materials. 2018. Vol. 767. P. 331-340.

7. Shete N., Deokar S.U. A Review Paper on Rotary Friction Welding // International Conference on Ideas, Impact and Innovation in Mechanical Engineering. 2017. Vol. 5. № 6. P. 1557-1560.

8. Li W., Vairis A., Preuss M., Ma T. Linear and rotary friction welding review // International Materials Reviews. 2016. Vol. 61. № 2. P. 71-100.

9. Виль В.И. Сварка металлов трением. М.: Машиностроение, 1970. 176 с.

10. Сварка трением: справочник / под ред. В.К. Лебедева. Л.: Машиностроение, 1987. 236 с.

11. ГОСТ Р 50278-92. Трубы бурильные с приваренными замками. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2010. 16 с.

12. Sahin M. Joining with friction welding of high- speed steel and medium-carbon steel // Journal of Materials Processing Technology. 2005. Vol. 168. № 2. P. 202-210.

13. Sahin M. Characterization of properties in plastically deformed austenitic-stainless steels joined by friction welding // Materials and Design. 2009. Vol. 30. № 1. P. 135-144.

14. Sahin M. Evaluation of the joint-interface properties of austenitic-stainless steels (AISI 304) joined by friction welding // Materials and Design. 2007. Vol. 28. № 7. P. 2244-2250.

15. Ozdemir N., Sarsilmaz F., Hascalık A. Effect of rotational speed on the interface properties of friction-welded AISI 304L to 4340 steel // Materials and Design. 2007. Vol. 28. № 1. P. 301-307.

16. Selvamani S.T., Umanath K., Palanikumar K., Vigneswar K. The microhardness analysis of friction welded AISI 52100 grade carbon steel joints // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 984-985. P. 613-617.

17. Satyanarayana V.V., Reddy G.M., Mohandas T. Dissimilar metal friction welding of austenitic-ferritic stainless steels // Journal of Materials Processing Technology. 2005. Vol. 160. № 2. P. 128-137.

18. Kalsi N.S., Sharma V.S. A statistical analysis of rotary friction welding of steel with varying carbon in workpieces // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2011. Vol. 57. № 9-12. P. 957-967.

19. ГОСТ СССР 9450-76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. М.: Издательство стандартов, 1977. 33 с.

20. ГОСТ СССР 6996-66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств. М.: Стандартинформ, 2007. 66 с.

21. ГОСТ СССР 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. 10 с.