Актуальные проблемы в машиностроении Том 4 №1 2017

20 / 142

Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 1. 2017 Innovative Technologies
in Mechanical Engineering
____________________________________________________________________
20
УДК 621.791
РАЗРАБОТКА МЕТОДА МОДИФИЦИРОВАНИЯ СВАРНОГО ШВА СКАНДИЕМ,
ПРИ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКЕ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Cu-Li И Al-Mg-Li*
А.Г. МАЛИКОВ, канд. техн. наук, с.н.с.
( ИТПМ СО РАН, г. Новосибирск)
Маликов А.Г. – 630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1,
Институт теоретической и прикладной механики
им. С.А. Христиановича СО РАН,
e-mail:
Проведены экспериментальные исследования по оптимизации процесса лазерной
сварки алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Li и Al-Mg-Li с модифицированием сварного
шва скандием. Разработана методика применения скандия в процессе лазерной сварки.
Изучено влияния скандия на микро и макроструктуру сварных соединений. Установлено, что
применения скандия в процессе лазерной сварки, изменяет микроструктуру сварного
соединения, особенно для системы Al-Cu-Li.
Ключевые слова: Лазерная сварка, алюминиевые сплавы, модифицирование,
скандий, микроструктура, макроструктура.
Введение
При создании авиационно-космической техники применяются современные
высокопрочные Al-Li сплавы [1]. Применение Li позволяет уменьшить удельную массу
алюминиевых сплавов. Высокими механическими характеристиками обладают
термоупрочняемые сплавы системы Al-Cu-Li, сплавы системы Al-Mg-Li, обладают средней
прочностью и являются сверхлёгкими [1-3].
В настоящее время производятся детальные исследования как свойств этих сплавов
[4-5], так и возможности создания различных методов получения неразъемных соединений,
исследуются перспективы сварки трением с перемешиванием, аргонодуговой сварки,
лазерной сварки [6-13] с прочностью, близкой к прочности основного материала. Анализ
результатов по лазерной сварке сплавов системы Al-Cu-Li и Al-Mg-Li показал, что
относительная прочность сварных соединений алюминиевых сплавов составляют k=0,75-
0,85 от прочности основного материала в зависимости от системы легирования и технологии
подготовки поверхности [6], без дополнительной обработки сварного соединения. Для
повышения прочностных характеристик сварных соединений сплавов систем Al-Cu-Li и Al-
Mg-Li необходимо проводить дополнительную механическую и термическую обработку
шва. Так, в работах [11] исследовано влияние различных видов деформирования сварного
соединения на его прочность. Показано, что для алюминиевого сплава 1424 (системы Al-Mg-
Li) прочность сварного соединения после деформационной обработки составила 0,95
прочности основного сплава. В работе [9] проведены комплексные экспериментальные
исследования механических свойств лазерной сварки алюминиево-литиевого сплава
(системы Al-Cu-Li) В-1469. Установлено, что применение термообработки (отжиг, закалка и
искусственное старение) позволяет получить прочность сварного соединения 0,85 от
прочности основного сплава в состоянии поставки Т1. Дополнительная пост обработка
* Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации № МК -5749.2016.8.