СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МИКРОСТРУКТУРЫ СВАРНЫХ ОБРАЗЦОВ ИЗ СПЛАВА АМГ6 Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 621.791.722

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МИКРОСТРУКТУРЫ СВАРНЫХ ОБРАЗЦОВ

ИЗ СПЛАВА АМг6

Л. И. Юрчук*, И. О. Надеин, А. С. Ядров Научный руководитель - В. Н. Шахов

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: yurchuk.lev@yandex.ru

Проведено сравнение микроструктуры зоны сварки образцов из сплава АМг6, основного конструкционного материала для изделий ракетно-космической техники, изготовленных аргонно-дуговой и электронно-лучевой сварками

Ключевые слова: АМг6, аргонно-дуговая сварка, электронно-лучевая сварка, микроструктура, зона термического влияния.

COMPARATIVE ANALYSIS OF MICROSTRUCTURE OF WELDED SAMPLES FROM

AMg6 FUSION

L. I. Yurchuk*, I. O. Nadein, A. S. Yadrov Scientific Supervisor - V. N. Shakhov

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: yurchuk.lev@yandex.ru

A comparison of the microstructure of the welding zone of samples from AMg6 fusion - the main structural material for rocket and space technology products manufactured by argon-arc and electron-beam welding is made.

Keywords: AMg6, argon-arc welding, electron-beam welding, microstructure, heat-affected zone.

Алюминиевый сплав АМг6 (6,8 % Mg, 0,8 % Mn, остальное Al) обладает малой плотностью (у = 2,7 г/см3), удовлетворительной прочностью (ов = 325 МПа, в нагартованном состоянии), хорошей свариваемостью [1]. Эти и ряд других свойств предопределили широкое использование данного сплава для ответственных изделий, к которым предъявляются повышенные требования по массе и герметичности. Например, ракета, в конструкцию которой входят топливные баки, трубопроводы и т. п.

Традиционным способом получения неразъёмных соединений из алюминиевых сплавов является аргонно-дуговая сварка (АДС). С целью повышения качества и надежности наиболее ответственных узлов изделия возможно применение электронно-лучевой сварки (ЭЛС).

ЭЛС относится к способам сварки плавлением. Осуществляется за счёт расплавления основного материала собранных без зазора заготовок сфокусированным пучком электронов, имеющим большую удельную мощность [2].

Высокая концентрация энергии в луче позволяет при больших скоростях сварки получать узкие и глубокие швы с минимальной зоной термического влияния (ЗТВ), что определяет высокие механические характеристики, как самого шва, так и ЗТВ. Высокому качеству сварного соединения, полученного ЭЛС, также способствует вакуумная среда, в которой происходит процесс.

Целью данной работы было оценить качество сварки, выполненной обоими способами, приняв за критерий сравнения состояние микроструктуры зон сварки.

Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»

ЭЛС образцов из сплава АМг6 проводилась на электронно-лучевой установке ЭЛУ-8 в лаборатории кафедры сварки летательных аппаратов СибГУ им. акад. М. Ф. Решетнева (рис. 1). Режим сварки: ускоряющее напряжение иус = 25 В, сила сварочного тока 1св = 100 А, ток фокусировки 1ф = 740 мА, скорость сварки V = 30 м/ч.

Рис. 1. Установка электронно-лучевой сварки ЭЛУ-8

Из образцов, полученных обоими способами сварки, делались вырезки и приготавливались шлифы для микроструктурного анализа. Применялась механическая полировка, в качестве тра-вителя использовался 0,5 % водный раствор ИБ. Микроструктура исследовалась в аппаратном комплексе, состоящем из оптического микроскопа МЕТАМ РВ-22 и системы вывода изображения на экран компьютера. Использовалась кратность увеличения 400х. Снимки микроструктур в наиболее значимых участках сварки представлены на рис. 2.

В обоих образцах основной металл (левый край снимков) имеет текстуру деформации (параллельные горизонтальные полосы), характерную для прокатки.

В образце, сваренном АДС (рис. 2, а), в ЗТВ обнаруживается грубое увеличенное зерно -следствие перегрева при сварке. Кроме перегрева, на его размер могла повлиять рекристаллизация структуры, предварительно деформированной (прокатка) со степенью, близкой критической. Структура наплавленного металла сложена зернами равноосной формы, отмечаются небольшие инородные включения и поры. Размер зерна по [3] оценивается в 6-7 баллов.

В образце, полученном ЭЛС (рис. 2, б), отмечается полное отсутствие переходной зоны между основным и плавленым металлом. Шов имеет «кинжальную» форму, коэффициент формы (отношение ширины шва к его глубине) 1/6. Структура шва исключительно однородная и плотная. Балл зерна 11-12.

Рис. 2. Микроструктуры сварных соединений образцов из сплава АМг6 а - аргонно-дуговая сварка; б - электронно-лучевая сварка

Проведенная работа позволяет сделать вывод о высоком качестве сварных соединений из алюминиевых сплавов, полученных способом ЭЛС, и целесообразности использования данной технологии при сборке ответственных узлов изделий ракетно-космической техники.

Библиографические ссылки

1. Алюминиевые сплавы. Выпуск 6. Свариваемые сплавы : сб. ст. под ред. Фридляндера И. Н. М. : Металлургия, 1969. 180 с.

2. Электронно-лучевая сварка / О. К. Назаренко, А. А. Кайдалов и др. ; под ред. Б. Е. Патона // Киев : Наук. думка, 1987. 256 с.

3. ГОСТ 5639-82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна.

© Юрчук Л. И., Надеин И. О., Ядров А. С., 2019