ЛАЗЕРНЕ ЗВАРЮВАННЯ З’ЄДНАНЬ З АЛЮМІНІЄВОГО СПЛАВУ АА5056
Анотація
При зварюванні алюмінієвих сплавів перевага віддається стиковим з’єднанням. Зварювання стикових з’єднань із повним проплавленням виконують на підкладках, що усуваються, з канавками, у які стікає розплавлений метал разом зі шлаками. Однак існує велике коло промислових задач пов’язаних з необхідністю виготовлення конструкцій із застосуванням таврових зварних з’єднань та внапустку. У зв’язку з цим набуває актуальності вирішення проблеми зварювання таких з’єднань з алюмінієвих сплавів та відпрацювання технологій зварювання, що є метою даної роботи. Виконано відпрацьовування технології лазерного зварювання таврових і внапустку з’єднань алюмінієвого сплаву АА5056 товщиною 2,0 мм та визначені основні технологічні параметри зазначених процесів. З метою запобігання виходу з ладу лазерного обладнання було виконано експерименти з лазерного зварювання при вертикальному положенні швів, а саме зварювання вели «знизу – догори». Згідно ДСТУ EN ISO 15614-11:2016 виконували радіографічний та візуальний контроль одержаних зварних з’єднань, металографічні дослідження, механічні випробування. Рівень якості зварних з’єднань, в залежності від наявності, виду та розмірів дефектів, оцінювали згідно ДСТУ EN ISO 13919-2:2015 «Зварювання. З’єднання, виконані електронно-променевим та лазерним зварюванням. Настанова щодо оцінювання рівня якості залежно від дефектів. Частина 2. Алюміній та його сплави». Визначено особливості формування швів при зварюванні лазерним випромінюванням зварних з’єднань та виконано пошук прогресивних технологічних рішень із метою поліпшення властивостей зварних з’єднань. Визначено ефективність зварювання лазерним випромінюванням для забезпечення надійності таврових та внапустку з’єднань із алюмінієвого сплаву АА5056 при виготовленні зразків товщиною 2,0 мм. Прогнозні припущення про розвиток об’єкту досліджень – використання одержаних результатів для створення на їх основі технологій лазерного зварювання для застосування в харчовій, машинобудівній, хімічній та інших областях промисловості.
Посилання
2. Cao L., Zhou Q., Liu H., Li J., Wang S. Mechanism investigation of the influence of the magnetic field on the molten pool behavior during laser welding of aluminum alloy. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2020. Т. 162. С. 120390. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120390
3. Huang M., Zhang Q., Qi L., Deng L., Li Y. Effect of external magnetic field on resistance spot welding of aluminum alloy AA6061-T6. Journal of Manufacturing Processes. 2020. Т. 50. С. 456–466. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2020.01.005
4. Sokoluk M., Cao C., Pan S., Li X. Nanoparticle-enabled phase control for arc welding of unweldable aluminum alloy 7075. Nature communications. 2019. Т. 10. № 1. С. 98. URL: https://doi.org/10.1038/s41467-018-07989-y
5. Zhang Z., Wen G., Chen S. Weld image deep learning-based on-line defects detection using convolutional neural networks for Al alloy in robotic arc welding. Journal of Manufacturing Processes. 2019. Т. 45, С. 208–216. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2019.06.023
6. Huang Y., Yuan Y., Yang L., Wu D., Chen S. Realtime monitoring and control of porosity defects during arc welding of aluminum alloys. Journal of Materials Processing Technology. 2020. Т. 286. С. 116832. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2020.116832
7. Машин В. С., Покляцкий А. Г., Федорчук В. Е. Механические свойства соединений алюминиевых сплавов при сварке плавящимся и неплавящимся електродом. Автоматическая сварка. 2005. № 9. С. 43–49.
8. Katayama S., Katayama S. Industrial applications of laser or hybrid welding. Fundamentals and Details of Laser Welding. 2020. С. 185–198. URL: https://doi.org/10.1007/978-981-15-7933-2_10
9. Rajan R., Kah P., Mvola B., Martikainen J. Trends in aluminium alloy development and their joining methods. Reviews on Advanced Materials Science. 2016. Т. 44. № 4. С. 383–397.
10. Oladimeji O. O., Taban E. Trend and innovations in laser beam welding of wrought aluminum alloys. Welding in the World. 2016. Т. 60. С. 415–457. URL: https://doi.org/10.1007/s40194-016-0317-9
11. Löveborn D., Larsson J. K., Persson K. A. Weldability of aluminium alloys for automotive applications. Physics Procedia. 2017. Т. 89, С. 89–99. URL: https://doi.org/10.1016/j.phpro.2017.08.011
