CC BY
20
Научная статья УДК 621.791
DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-9-28-38
ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ ЖАРОПРОЧНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В-1213 И 1151
М.Д. Пантелеев1, А.В. Свиридов1, А.А. Скупов1
Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Москва, Россия; admin@viam.ru
Аннотация. Показаны преимущества применения жаропрочных алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mg в элементах фюзеляжа сверхзвуковых самолетов. Проведены всесторонние исследования сварных соединений листовых полуфабрикатов алюминиевых сплавов В-1213 и 1151, полученных лазерной сваркой и сваркой трением с перемешиванием. Выполнены испытания на свариваемость, прочность, пластичность и определена малоцикловая усталость сварных соединений. Представлены результаты испытаний в рамках исследованных диапазонов режимов лазерной сварки и сварки трением с перемешиванием сплавов В-1213 и 1151.
Ключевые слова: сварка трением с перемешиванием, высокоскоростная сварка трением с перемешиванием, сварные соединения, жаропрочные алюминиевые сплавы, сплав 1151, сплав В-1213
Для цитирования: Пантелеев М.Д., Свиридов А.В., Скупов А.А. Особенности сварки жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 // Труды ВИАМ. 2022. № 9 (115). Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru. DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-9-28-38.
WELDING FEATURES OF HEAT-RESISTANT ALUMINUM ALLOYS V-1213 AND 1151
M.D. Panteleev1, A. V. Sviridov1, A.A. Skupov1
federal State Unitary Enterprise «All-Russian Scientific-Research Institute of Aviation Materials» of National Research Center «Kurchatov Institute», Moscow, Russia; admin@viam.ru
Abstract. It is shown in this work the advantages of using Al-Cu-Mg system heat-resistant aluminum alloys in the fuselage elements of supersonic aircraft. Comprehensive studies of welded joints of aluminum alloys V-1213 and 1151 sheets produced by laser welding and friction stir welding have been carried out. Tests for weldability, strength, plasticity were carried out and low-cycle fatigue of welded joints was determined. The results of tests within the studied ranges of laser welding and friction stir welding modes of alloys V-1213 and 1151 are presented.
Keywords: friction stir welding, high-speed friction stir welding, welded joint, heat- resistant aluminum alloys, alloy 1151, alloy V-1213
For citation: Panteleev M.D., Sviridov A.V., Skupov A.A. Welding features of heat- resistant aluminum alloys, alloy V-1213 and 1151. Trudy VIAM, 2022, no. 9 (115), paper no. 03. Available at: http://www.viam-works.ru. DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-9-28-38.
Введение
Одним из основных приоритетов разработчиков при проектировании сверхзвуковых пассажирских самолетов является обеспечение их надежности и высокой работоспособности. Большинство из существующих жаропрочных сплавов дюралевой группы (Д16, Д16ч., 1163, Д19, АК4, АК4-1 и т. д.) являются трудно свариваемыми
методами сварки плавлением, так как имеют низкую стойкость к образованию горячих трещин, что ограничивает возможности их более широкого применения [1-9].
Алюминиевые сплавы марок В-1213 и 1151 относятся к сплавам нового типа -конструкционным жаропрочным сплавам системы А1-Си-М^. Для расширения их внедрения при разработке элементов фюзеляжа сверхзвуковых самолетов возникла необходимость более широкого исследования свариваемости указанных сплавов при сварке трением с перемешиванием (СТП) и лазерной сварке [10-17].
Основными особенностями сверхзвукового пассажирского самолета, влияющими на выбор конструктивной схемы планера, являются повышенная весовая эффективность в сочетании со значительным аэродинамическим температурным нагревом фюзеляжа. В этой связи выбор основного конструкционного материала и сопутствующих технологий его соединения является актуальной задачей при создании нового летательного аппарата. Применение сварки в элементах фюзеляжа сверхзвуковых самолетов из жаропрочных алюминиевых сплавов позволит снизить трудоемкость их изготовления и массу, повысить КИМ, ресурс и надежность, что в итоге заметно повлияет на экономические показатели производства и эксплуатационные расходы изделий новой техники [18-27].
Исследования по определению технических достижений в области технологий сварки жаропрочных алюминиевых сплавов позволили определить основные направления их развития:
- увеличение стойкости к образованию горячих трещин при лазерной или дуговой сварке на высоких скоростях (до 100 м/ч) и импульсном режиме сварки, а также за счет применения присадочного материала, легированного Ag, Sc, Се, Т^ Zr;
- повышение механических свойств сварных соединений при использовании инструмента с наконечником переменной длины для СТП либо путем импульсного или ультразвукового воздействия;
- управление и контроль теплового режима СТП при предварительном нагреве свариваемых кромок или за счет дополнительного охлаждения сварного шва либо инструмента (газом или жидкостью) с регламентированной скоростью.
Определены следующие технические показатели жаропрочных алюминиевых сплавов: предел прочности, ударная вязкость, пластичность (угол изгиба а). При использовании технологий СТП и лазерной сварки применительно к элементам фюзеляжа из жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 уровень их свойств следующий: предел прочности ов = 410 МПа; пластичность - угол изгиба а = 30 градусов; ударная вязкость 60-80 кДж/м2, что соответствует мировому уровню технических показателей.
Материалы и методы
В практике лабораторных экспериментальных исследований для количественной оценки свариваемости применяют методику испытаний по определению горячих трещин при воздействии термического цикла сварки и растягивающей деформации.
Оценку трещиностойкости жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 проводили по ГОСТ 26389-84 на установке ЛТП1-6 с использованием образцов размером 50^50x2 мм как с присадочным материалом, так и без него. При этом последовательно осуществляли сварку серии образцов с различной скоростью растяжения. Скорость деформации повышали до появления горячих трещин, определяемых визуально, и таким образом определяли критические скорости растяжения (Ккр, мм/мин).
Работу проводили на листовых полуфабрикатах из алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 толщиной 3 и 2 мм соответственно в состоянии Т1. В качестве подготовки поверхности применяли химическое травление, а непосредственно перед сваркой проводили шабрение.
Исследовано влияние параметров режима СТП (скорость вращения инструмента ю, скорость сварки Усв) на образование стыковых сварных соединений жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151. Параметры режима СТП меняли в следующих пределах: скорость сварки - от 100 до 500 мм/мин; скорость вращения инструмента -от 400 до 1000 об/мин. Результаты исследований показали, что основным дефектом сварного соединения является «тоннельный» дефект, возникающий при значительном увеличении числа оборотов и малых значениях скорости сварки (ю > 1500 об/мин, Усв < 100 мм/мин), а также при низких скоростях вращения инструмента и высокой скорости сварки (ю < 400 об/мин, Усв > 500 мм/мин).
Кратковременную прочность, статический угол изгиба и ударную вязкость определяли по ГОСТ 6996-66 и ГОСТ 1497-84. Испытания на малоцикловую усталость (МЦУ) проводили на установке Walter Bai LFV-100 по ГОСТ 25.502-79.
В качестве подготовки поверхности под СТП применяли ее химическое травление. Сварку проводили на современной установке FSW-LM-AF25-AB (рис. 1) с использованием серийного инструмента с диаметром заплечика 10 мм. Сварку вели на стальной подкладке без формирующей канавки.
Рис. 1. Установка для сварки трением с перемешиванием FSW-LM-AF25-AB
Лазерную сварку проводили на установке Laser Weld 8R60 (рис. 2) в специальном кондукторе, на медной подкладке с канавкой и отверстиями для подачи защитного газа к обратной стороне шва. Защиту зоны сварки от окисления реализовывали локальной подачей аргона через трубчатое сопло.
Рис. 2. Проведение лазерной сварки листовых заготовок жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 на роботизированном комплексе Laser Weld 8R60
Работа выполнена с использованием оборудования ЦКП «Климатические испытания» НИЦ «Курчатовский институт» - ВИАМ.
Результаты и обсуждение
При исследовании технологической свариваемости жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 установлено, что сплав 1151 менее склонен к образованию дефектов типа пор, трещин и подрезов, а при сварке сплава В-1213 качественный сварной шов невозможно получить без применения присадочных материалов. Так, для сплава 1151 при сварке без присадки значения Укр не превышают 2,7 мм/мин. Применение присадок марок Св-1201 и Св-1177 повышает значения Укр до 4,8 и 5,75 мм/мин соответственно (табл. 1).
Таблица 1
Результаты испытаний на стойкость к образованию _горячих трещин сплавов В-1213 и 1151_
Сплав Присадка Укр, мм/мин
В-1213 Без присадки 0,64
АМг6 1,92
Св-1177 2,55
Св-1201 3,4
1151 Без присадки 2,7
АМг6 3,1
Св-1177 5,75
Св-1201 4,8
Испытания сплава В-1213 показали, что критическая скорость деформации при сварке без присадочного материала практически равна нулю. В этой связи данный сплав можно отнести к группе ограниченно свариваемых методами сварки плавлением из-за высокой склонности к образованию горячих трещин. Применение присадочных материалов позволяет повысить значение Укр до 1,92 мм/мин - для присадки марки АМг6 и до 3,4 мм/мин - для присадки марки Св-1201.
В связи со склонностью сплава В-1213 к образованию горячих трещин целесообразно при лазерной сварке применять режимы, обеспечивающие меньшее тепловложение.
Отработаны параметры режимов лазерной сварки (мощность лазерного луча Жл, скорость сварки Усв, расфокусировка лазерного луча А/) стыковых соединений. Установлено, что при мощности излучения менее 1700-2000 Вт и расфокусировке лазерного луча >10 мм наблюдается неполное проплавление свариваемого стыка жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151. Увеличение мощности (>3000 Вт) и расфокусировки лазерного луча (<5 мм) приводит к образованию прожогов и пористости в сварных соединениях. При скорости сварки <0,02 м/с наблюдается нестабильное образование сварного соединения, вызванное эффектом накопления тепла в свариваемой заготовке. На высоких скоростях сварки - более 0,05-0,06 м/с - возможно образование пор вследствие высокой скорости кристаллизации сварного шва.
Проведенный по ГОСТ EN 4678-2016 рентгенографический контроль полученных сварных соединений жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 показал, что дефекты типа пор, трещин и непроваров отсутствуют.
Исследование технологических параметров лазерной сварки осуществляли по режимам, представленным в табл. 2. Проведенный далее визуальный контроль при полном проплавлении свариваемых заготовок показал отсутствие сварочных дефектов (рис. 3).
Таблица 2
Режимы лазерной сварки листов из жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151_
Сплав Wл, Вт УСв, м/с А/ мм
В-1213 1700-2800 0,02-0,05 5-10
1151 2000-3000 0,03-0,06
Рис. 3. Внешний вид сварных соединений из сплавов В-1213 (а) и 1151 (б), выполненных лазерной сваркой
В связи с тем, что сплавы В-1213 и 1151 относятся к одной системе легирования (А1-Си-М§) и обладают близкими значениями теплофизических характеристик, диапазоны режимов лазерной сварки также сопоставимы между собой.
В соответствии с отработанными режимами лазерной сварки сплавов В-1213 и 1151 скорректировано значение расфокусировки лазерного луча А/ до 15 мм, что обеспечило более равномерное образование сварного соединения при применении присадочных проволок марок Св-1201 и Св-1177. Лазерную сварку проводили в импульсном режиме при скорости >0,035 м/с, пропорционально увеличив при этом мощность луча.
Установлено, что при лазерной сварке сплавов 1151 и В-1213 с присадкой Св-1177 требуется увеличение средней мощности импульсного режима лазерного луча на 5-10 % (при расфокусировке А/= 15 мм) по сравнению с использованием присадки Св-1201.
Проведены исследования образцов сварных соединений жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 на прочность, пластичность и МЦУ. Установлено, что применение для сплава 1151 присадочной проволоки марки Св-1177 (при средней мощности импульсной лазерной сварки Wл ~ 3500 Вт), в сравнении с присадочной проволокой марки Св-1201 (при Wя ~ 3200 Вт), позволяет повысить коэффициент разупрочения с 0,78 до 0,83. При этом значения МЦУ сварных соединений сплава 1151 увеличиваются в 2 раза при сопоставимом уровне пластичности (~30 градусов для сварных соединений, выполненных как с присадкой Св-1177, так и с присадкой Св-1201).
При режиме лазерной сварки сплава В-1213 с присадочной проволокой Св-1177 достигается коэффициент разупрочнения 0,75 при уровне пластичности ~50 градусов и значениях МЦУ: 46200 циклов. Применение присадочной проволоки Св-1201 позволяет повысить не только коэффициент разупрочнения с 0,75 до 0,81, но и пластичность до 54 градусов и МЦУ в 1,8 раза - до 83440 циклов.
Установлено также, что использование присадочной проволоки Св-1177 при режиме лазерной сварки сплава 1151 способствует повышению значений МЦУ сварных соединений в 2 раза по сравнению с показателями данной характеристики при применении присадки Св-1201. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 3.
Таблица 3
Свойства образцов сварных соединений жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 в поперечном направлении, выполненных лазерной сваркой
Сплав Присадка Ов, МПа* Ов.св/ов а, градусов* МЦУ, циклов
1151-Т1 Св-1177 325-345 335 0,83 29-32 31 17750
Св-1201 305-330 320 0,78 31-33 32 8820
В-1213-Т1 Св-1177 345-375 355 0,75 46-53 50 46200
Св-1201 340-470 385 0,81 51-57 54 83440
* В числителе - минимальное и максимальное значения, в знаменателе - среднее.
Проведено исследование влияния режимов СТП на механические характеристики сварных соединений жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151. Исследованы следующие режимы:
- для сплава 1151: скорость сварки Усв - до 500 мм/мин; скорость вращения инструмента ш - до 1000 об/мин;
- для сплава В-1213: Усв - до 400 мм/мин; ш - до 700 об/мин.
Для оценки режимов по степени тепловложения в свариваемый металл применен коэффициент тепловложения (Кт), равный отношению скорости вращения инструмента к скорости сварки.
При СТП листов из жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 отработаны диапазоны режимов (табл. 4), обеспечивающие полный провар свариваемых заготовок при отсутствии сварочных дефектов как при визуальном контроле изломов сварных швов (рис. 4), так и при рентгенографическом контроле.
Таблица 4
Режимы сварки трением с перемешиванием листов
из жаропрочных алюминиевых сплавов В -1213 и 1151
Сплав ш,об/мин Усв, мм/мин
В-1213 До 800 До 400
1151 До 1000 До 500
Рис. 4. Внешний вид сварных соединений из сплавов В-1213 (а) и 1151 (б), выполненных сваркой трением с перемешиванием
Проведены также исследования образцов на прочность, пластичность (по статическому углу изгиба) и определена МЦУ сварных соединений жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151, выполненных по режимам СТП. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 5.
Таблица 5
Свойства образцов сварных соединений жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 в поперечном направлении, выполненных сваркой трением с перемешиванием
Сплав
Коэффициент тепловложения Кт, об/мм
Ов, МПа*
Ов.св/°в
а, градусов*
МЦУ, циклов
2,6
1151-Т1
405-410 410
0,99
72-78 76
2,25
405-405 405
0,99
69-84 74
224460
47710
В-1213-Т1
365-405 380
0,80
61-65 63
2,3
375-385 380
0,80
62-66 64
198050
134800
; В числителе - минимальное и максимальное значения, в знаменателе - среднее.
3
Установлено, что при СТП сплава 1151 удалось достичь равнопрочности сварных соединений и основного металла на режимах с Кт от 2,25 до 2,6 об/мм при сопоставимом уровне пластичности. При этом режим СТП с Кт = 2,6 об/мм позволяет повысить значения МЦУ сварных соединений жаропрочного алюминиевого сплава 1151 в 4,7 раза - до 224460 циклов.
При режиме СТП сплава В-1213 с Кт от 2,3 до 3 об/мм достигается коэффициент разупрочнения 0,8 при пластичности >60 градусов. Режим СТП с Кт = 3 об/мм способствует повышению значений МЦУ сварных соединений жаропрочного алюминиевого сплава В-1213 в 1,4 раза - до 198050 циклов.
При определении МЦУ установлено, что применение присадочной проволоки марки Св-1201 при лазерной сварке сплава В-1213 позволяет повысить значения МЦУ в 1,8 раза. Использование присадочной проволоки марки Св-1177 при лазерной сварке сплава 1151 также повышает МЦУ (в 2 раза). Этот результат коррелирует с результатами, полученными при исследовании свариваемости, и связан с более высокой стойкостью к образованию горячих трещин сварных соединений сплава 1151 с присадкой Св-1177, а сплава В-1213 - с присадкой Св-1201, когда кристаллизационные трещины более эффективно подавляются за счет металлургического влияния присадочного материала.
Установлено также, что сварные соединения жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151, выполненные СТП, значительно превосходят по значениям МЦУ сварные соединения, выполненные лазерной сваркой (наиболее высокое значение МЦУ сварных соединений сплава 1151, выполненных лазерной сваркой, составляет 17750 циклов, выполненных СТП: 224460 циклов), что обусловлено отсутствием характерных для сварки плавлением микрорыхлот (оплавлений по границам зерен - зародышей кристаллизационных трещин), а также более чистой поверхностью сварных соединений. Поэтому для повышения ресурса конструкций целесообразно применение зачистки сварных соединений, выполненных такой сваркой, от таких концентраторов напряжений, как проплав, усиление сварного шва и «чешуйчатость» лицевой поверхности.
Заключения
Проведены исследования технологической свариваемости жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151, влияющей на качество образования сварных соединений, выполненных без присадочного материала (ГОСТ 14806-80), и их дефектность (ГОСТ 30242-97). Установлено, что сплав 1151 менее склонен к поро- и трещинообра-зованию. В случае же сварки сплава В-1213 качественное образование сварных соединений невозможно без применения присадочной проволоки.
Оценена стойкость жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 к образованию горячих трещин. Установлено, что из-за высокой склонности к их образованию сплав В-1213 относится к группе ограниченно свариваемых сплавов. Применение присадочных проволок позволяет повысить ¥кр до 1,92 мм/мин - для присадки марки АМг6 и до 3,4 мм/мин - для присадки марки Св-1201. Сплав 1151 имеет удовлетворительную стойкость к образованию горячих трещин при сварке без присадки, значения ¥кр не превышают 2,7 мм/мин. Применение присадочных проволок марок Св-1201 и Св-1177 увеличивает значения Ущ> до 4,8 и 5,75 мм/мин соответственно.
Исследование влияния режимов лазерной сварки на формирование сварных соединений жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 показало, что при мощности излучения менее 1700-2000 Вт и расфокусировке лазерного луча >10 мм наблюдается неполное проплавление свариваемого стыка. Увеличение мощности (>3000 Вт) и расфокусировки лазерного луча (<5 мм) приводит к формированию прожогов и пористости в сварных соединениях. При скорости сварки <0,02 м/с наблюдается нестабильное образование сварного соединения, вызванное эффектом накопления тепла в свариваемой заготовке. При скорости сварки более 0,05-0,06 м/с возможно образование пор из-за высокой скорости кристаллизации сварного шва.
Результаты исследования влияния параметров режима СТП на образование сварных соединений жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151 свидетельствуют о том, что «тоннельный» дефект возникает при скорости вращения инструмента >1500 и <400 об/мин соответственно. При ¥св от 100 до 500 мм/мин и ю от 400 до 1000 об/мин достигается образование сварного шва без дефектов.
По результатам выполненных исследований отработаны диапазоны режимов лазерной сварки и СТП, обеспечивающие допустимое образование шва при полном про-плавлении свариваемых заготовок.
Проведено также исследование влияния режимов лазерной сварки и СТП на механические свойства сварных соединений жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151. Установлено, что при лазерной сварке данных сплавов с присадкой марки Св-1177 требуется увеличение мощности луча на 5-10 % по сравнению со сваркой с присадкой марки Св-1201. Кроме того, применение режима лазерной сварки сплава 1151 с присадкой Св-1177 позволяет повысить коэффициент разупрочнения до 0,83, а присадка Св-1201 при лазерной сварке сплава В-1213 способствует повышению не только коэффициента разупрочнения с 0,75 до 0,81, но и пластичности до а = 54 градусов.
Следует отметить, что при СТП сплава 1151 удалось достичь равнопрочности сварных соединений и основного металла на режимах с Кт от 2,25 до 2,6 об/мм при сопоставимом уровне пластичности. При данной сварке сплава В-1213 на режимах с Кт от 2,3 до 3 об/мм прочность сварных соединений достигает уровня 0,8 от прочности основного металла при значении пластичности >60 градусов.
Установлено также, что сварные соединения жаропрочных алюминиевых сплавов В-1213 и 1151, выполненные СТП, значительно превосходят по значениям МЦУ сварные соединения при лазерной сварке. Наиболее высокое значение данной характеристики сварных соединений сплава 1151, выполненных лазерной сваркой, составляет 17750 циклов, выполненных СТП: 224460 циклов. Этот результат коррелирует с результатами, полученными при исследовании свариваемости, и связан с более высокой стойкостью к образованию горячих трещин сварных соединений сплава 1151 с присадкой Св-1177, а сплава В-1213 - с присадкой Св-1201, когда кристаллизационные трещины эффективнее подавляются за счет металлургического влияния присадочного материала. Более высокие значения МЦУ при СТП обусловлены отсутствием характерных для сварки плавлением зародышей кристаллизационных трещин, а также более чистой поверхностью сварных соединений.
Список источников
1. Фридляндер И.Н. Воспоминания о создании авиакосмической и атомной техники из алюминиевых сплавов. М.: Наука, 2005. 277 с.
2. Каблов Е.Н., Кутырев А.Е., Вдовин А.И., Козлов И.А., Афанасьев-Ходыкин А.Н. Исследование возможности возникновения контактной коррозии в паяных соединениях, используемых в конструкции двигателей авиационной техники // Авиационные материалы и технологии. 2021. № 4 (65). Ст. 01. URL: http://www.journal.viam.ru (дата обращения: 31.05.2022). DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-4-3-13.
3. Congqing L., Guohong L. Development of friction stir welding technology for aircraft structures in China // 10th International Symposium on Friction Stir Welding. Beijing. 2014. Vol. 2. P. 892-899.
4. Каблов Е.Н., Белов Е.В., Трапезников А.В., Леонов А.А., Зайцев Д.В. Особенности упрочнения и кинетика старения литейного алюминиевого высокопрочного сплава на основе системы Al-Si-Cu-Mg // Авиационные материалы и технологии. 2021. № 2 (63). Ст. 03. URL: http://www.journal.viam.ru (дата обращения: 31.05.2022). DOI: 10.18577/2713-01932021-0-2-24-34.
5. Giummarra С., Yocum L. New Developments in Extruded Integrally Stiffened Panels // Proceedings of 17th AeroMat Conference & Exposition. Seattle, 2006. May.
6. Каблов Е.Н., Лукин В.И., Оспенникова О.Г. Перспективные алюминиевые сплавы и технологии их соединения для изделий авиакосмической техники // Тез. докл. 2-й Междунар. конф. и выставки «Алюминий-21. Сварка и пайка». СПб.: Алюсил-МВиТ, 2012. Ст. 8.
7. Денисов Б.С., Мейлах А.И. Сварка в самолетостроении. Сварные конструкции МИГов. М.: Русавиа, 2007. 358 с.
8. Курицына В.В., Курицын Д.Н., Косов Д.Е. Автоматизированная система обработки экспертных оценок при принятии технологических решений // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2012. Т. 8. № 4. С. 44-55.
9. Пантелеев М.Д., Свиридов А.В., Скупов А.А., Одинцов Н.С. Освоение перспективных технологий сварки высокопрочного алюминий-литиевого сплава В-1469 применительно к элементам фюзеляжа // Труды ВИАМ. 2020. № 12 (94). Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 05.06.2022). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-12-35-46.
10. Антипов В.В., Клочкова Ю.Ю., Романенко В.А. Современные алюминиевые и алюминий-литиевые сплавы // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 195-211. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-195-211.
11. Каблов Е.Н. Роль фундаментальных исследований при создании материалов нового поколения // Тез. докл. XXI Менделеевского съезда по общей и прикладной химии: в 6 т. СПб., 2019. Т. 4. С. 24.
12. Бойцов А.Г., Люшинский А.В., Баранов А.А. Сварка трением перемешиванием корпусных деталей из высокопрочных алюминиевых сплавов // Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 7. C. 3-11.
13. Бойцов А.Г., Качко В.В., Курицын Д.Н. Сварка трением перемешиванием // РИТМ (Ремонт. Инновации. Технологии. Модернизация). 2013. № 10 (88). С. 40-44.
14. Дуюнова В.А., Волкова Е.Ф., Уридия З.П., Трапезников А.В. Динамика развития магниевых и литейных алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 225-241. DOI: 10.1857/2071-9740-0-S-225-241.
15. Лукин В.И., Иода Е.Н., Базескин А.В., Лавренчук В.П., Котельникова Л.В., Оглодков М.С. Повышение надежности сварных соединений из высокопрочного алюминиево-литиевого сплава В-1461 // Сварочное производство. 2010. № 11. С. 14-17.
16. Prasad N.E., Gokhale A.A., Wanhill R.J.H. Aluminum-Lithium Alloys. Processing, Properties, and Applications. Elsevier Inc., 2014. 571 p.
17. Скупов А.А., Пантелеев М.Д., Иода Е.Н. Структура и свойства сварных соединений сплавов В-1579 и В-1481, выполненных лазерной сваркой // Труды ВИАМ. 2017. № 7 (55). Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 21.10.2021). DOI: 10.18577/23076046-2017-0-7-61-68.
18. Mishra R.S., Ma Z.Y. Friction stir welding and processing // Journal Material Science Engineering. R. 2005. Vol. 50. P. 1-78.
19. Покляцкий А.Г., Кныш В.В., Клочков И.Н., Мотрунич С.И. Особенности и преимущества процесса сварки трением с перемешиванием стыковых соединений тонколистовых алюминиево-литиевых сплавов // Автоматическая сварка. 2016. № 5. С. 93-98. DOI: 10.15407/as2016.06.15.
20. Качко В.В., Курицын Д.Н., Бойцов А.Г. Влияние технологических факторов высокоскоростной перемешивающей сварки трением на качество получаемых соединений // Вестник МАТИ. 2012. Вып. 19 (91). С. 156-162.
21. Лукин В.И., Кулик В.И., Бецофен С.Я., Лукина Е.А., Шаров А.В., Пантелеев М.Д., Саморуков М.Л. Сварка трением с перемешиванием полуфабрикатов высокопрочного алюминий-литиевого сплава В-1469 // Труды ВИАМ. 2017. № 12 (60). Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 20.06.2022). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-12-2-2.
22. Попович А.А., Панченко О.В., Наумов А.А., Свиридов А.В., Скупов А.А., Сбитнева С.В. Сварка трением с перемешиванием алюминий-литиевого сплава В-1469-Т // Авиационные материалы и технологии. 2019. № 4 (57). С. 11-17. DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-4-11-17.
23. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. М.: Мир, 1972. 408 с.
24. Хейвуд Р.Б. Проектирование с учетом усталости. М.: Машиностроение, 1969. 503 с.
25. Chang B., Allen C., Blackburn J., Hilton P. Thermal and fluid flow characteristics and their relationships with porosity in laser welding of AA5083 // Physics Procedia. 2013. Vol. 41. P. 478-487.
26. Способ лазерной сварки трением с перемешиванием: пат. 2271908 Рос. Федерация; заявл. 19.07.01; опубл. 20.03.06.
27. Близнюк В., Васильев Л., Вуль В. и др. Правда о сверхзвуковых пассажирских самолетах. М.: Московский рабочий, 2000. 335 с.
References
1. Friedlander I.N. Memories of the creation of aerospace and atomic technique from aluminum alloys. Moscow: Nauka, 2005, 277 p.
2. Kablov E.N., Kutyrev A.E., Vdovin A.I., Kozlov I.A., Afanasyev-Khodykin A.N. The research of possibility of galvanic corrosion in brazed connections used in aviation engine construction. Aviation materials and technologies, 2021, no. 4 (65), paper no. 01. Available at: http://www.journal.viam.ru (accessed: May 31, 2022). DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-4-3-13.
3. Congqing L., Guohong L. Development of Friction Stir Welding Technology for Aircraft Structures in China. 10th International Symposium on Frication Stir Welding. Beijing, 2014, vol. 2, pp. 892-899.
4. Kablov E.N., Belov E.V., Trapeznikov A.V., Leonov A.A., Zaitsev D.V. Strengthening features and aging kinetics of high-strength cast aluminum alloy AL4MS based on Al-Si-Cu-Mg system. Aviation materials and technologies, 2021, no. 2 (63), paper no. 03. Available at: http://www.journal.viam.ru (accessed: May 31, 2022). DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-2-24-34.
5. Giummarra С., Yocum L. New Developments in Extruded Integrally Stiffened Panels. Proceedings of 17th AeroMat Conference & Exposition. Seattle, 2006. May.
6. Kablov E.N., Lukin V.I., Ospennikova O.G. Promising aluminum alloys and technologies for their compounds for products of aerospace technology. Reports of 2nd Intern. conf. and exhibitions "Aluminum-21. Welding and soldering". St. Petersburg: Alusil-MVit, 2012, art. 8.
7. Denisov B.S., Meilah A.I. Welding in aircraft construction. Welded structures of MIGs. Moscow: Rusavia, 2007. 358 p.
8. Kuritsyna V.V., Kuritsyn D.N., Kosov D.E. Automated system for processing expert assessments when making technological solutions. Elektrotekhnicheskie i informatsionnye kompleksy i sistemy, 2012, vol. 8, no. 4, pp. 44-55.
9. Panteleev M.D., Sviridov A.V., Skupov A.A., Odintsov N.S. Perspective welding technologies of aluminum-lithium alloy V-1469 applied to fuselage panels. Trudy VIAM, 2020, no. 12 (94), paper no. 04. Available at: http://www.viam-works.ru (accessed: June 5, 2022). DOI: 10.18577/23076046-2020-0-12-35-46.
10. Antipov V.V., Klochkova Yu.Yu., Romanenko V.A. Modern aluminum and aluminum-lithium alloys. Aviacionnye materialy i tehnologii, 2017, no. S, pp. 195-211. DOI: 10.18577/2107-9140-2017-0-S-195-211.
11. Kablov E.N. The role of fundamental research in the creation of materials of the new generation.
Reports of XXI Mendeleev Congress for General and Applied Chemistry: in 6 vols. St. Petersburg, 2019, vol. 4, pp. 24.
12. Boytsov A.G., Lushinsky A.V., Baranov A.A. Welding with friction mixing of hull parts from high-strength aluminum alloys. Aviakosmicheskoe priborostroyenie, 2015, no. 7, pp. 3-11.
13. Boytsov A.G., Kachko V.V., Kuritsyn D.N. Welding with friction mixing. RITM (Remont. Inno-vatsii. Tekhnologii. Modernizatsiya), 2013, no. 10 (88), pp. 40-44.
14. Duyunova V.A., Volkova E.F., Uridiya Z.P., Trapeznikov A.V. Dynamics of the development of magnesium and cast aluminum alloys. Aviacionnye materialy i tehnologii, 2017, no. S, pp. 225-241. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-225-241.
15. Lukin V.I., Ioda E.N., Bazeskin A.V., Lavrenchuk V.P., Kotelnikova L.V., Oglodkov M.S. Improving the reliability of welded joints from high-strength aluminum-foliage alloy V-1461. Svarochnoe proizvodstvo, 2010, no. 11, pp. 14-17.
16. Prasad N.E., Gokhale A.A., Wanhill R.J.H. Aluminum-Lithium Alloys. Processing, Properties, and Applications. Elsevier Inc., 2014, 571 p.
17. Skupov A.A., Panteleev M.D., Ioda E.N. Microstructure and mechanical properties of V-1579 and V-1481 laser welds. Trudy VIAM, 2017, no. 7 (55), paper no. 7. Available at: http://www.viam-works.ru (accessed: October 21, 2021). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-7-7-7.
18. Mishra R.S., Ma Z.Y. Friction Stir Welding and Processing. Journal Material Science Engineering, R, 2005, vol. 50, pp. 1-78.
19. Loklyatsky A.G., Knysh V.V., Klochkov I.N., Motorunich S.I. Features and advantages of the process of welding with friction with mixing the butt joints of thin-leaf aluminum-felium alloys. Avtomaticheskaya svarka, 2016, no. 5, pp. 93-98. DOI: 10.15407/AS2016.06.15.
20. Kachko V.V., Kuritsyn D.N., Boytsov A.G. The influence of technological factors of high-speed mixing welding with friction on the quality of the received compounds. Vestnik MATI, 2012, is. 19 (91), pp. 156-162.
21. Lukin V.I., Kulik V.I., Betsofen S.Ya., Lukina E.A., Sharov A.V., Panteleyev M.D., Samo-rukov M.L. Friction stir welding of high-strength aluminum-lithium V-1469 alloy semiproducts. Trudy VIAM, 2017, no. 12 (60), paper no. 2. Available at: http://www.viam-works.ru (accessed: June 20, 2022). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-12-2-2.
22. Popovich A.A., Panchenko O.V., Naumov A.A., Sviridov A.V., Skupov A.A., Sbitneva S.V. Friction stir welding of aluminum-lithium alloy V-1469-T. Aviacionnye materialy i tehnologii, 2019, no. 4 (57), pp. 11-17. DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-4-11-17.
23. Honyb R. Plastic deformation of metals. Moscow: Mir, 1972, 408 p.
24. Haywood R.B. Design taking into account fatigue. Moscow: Mashinostroyenie, 1969, 503 p.
25. Chang B., Allen C., Blackburn J., Hilton P. Thermal and Fluid Flow Characteristics and Their Relationships with Porosity in Laser Welding of AA5083. Physics Proecedia, 2013, vol. 41, pp. 478-487.
26. Method of laser welding with friction with mixing: pat. 2271908 Rus. Federation; filed 19.07.01; publ. 20.03.06.
27. Bliznyuk V., Vasiliev L., Vul V. et al. The truth is about supersonic passenger aircraft. Moscow: Moskovskiy rabochiy, 2000, 335 p.
Информация об авторах
Пантелеев Михаил Дмитриевич, начальник сектора, к.т.н., НИЦ «Курчатовский институт» -ВИАМ, admin@viam.ru
Скупов Алексей Алексеевич, начальник сектора, к.т.н., НИЦ «Курчатовский институт» -ВИАМ, admin@viam.ru
Свиридов Александр Владимирович, начальник лаборатории, к.т.н., НИЦ «Курчатовский институт» - ВИАМ, admin@viam.ru
Information about the authors
Mikhail D. Panteleev, Head of Sector, Candidate of Sciences (Tech.), NRC «Kurchatov Institute» -VIAM, admin@viam.ru
Alexey A. Skupov, Head of Sector, Candidate of Sciences (Tech.), NRC «Kurchatov Institute» -VIAM, admin@viam.ru
Alexander V. Sviridov, Head of Laboratory, Candidate of Sciences (Tech.), NRC «Kurchatov Institute» - VIAM, admin@viam.ru
Статья поступила в редакцию 30.06.2022; одобрена и принята к публикации после рецензирования 10.08.2022.
The article was submitted 30.06.2022; approved and accepted for publication after reviewing 10.08.2022.
