SPECIFICITIES OF WELDS FORMATION WITH ALUMINUM ALLOY AK 9 OBTAINED BY SELECTIVE LASER MELTING

封面

如何引用文章

全文:

详细

The problem of obtaining high-quality plate welds made of AL9 alloy and powder by selective laser melting is viewed. Welded butt joints of plates of AK9CH alloy with a thickness of 3.0 mm were made by melting welding (automatic argon arc and electron beam welding) and friction stir welding. After welding the base metal of the AK9 alloy plates and their welded joints were subjected to X-ray transmission, computed tomography, metallographic analysis and mechanical tests for static tension and static three-point bending. X-ray inspection of welded joints made by automatic argon arc and electron beam welding revealed multiple porosity inside welds. The nuclei of pores in the weld metal are spherical micropores, formed in the parent metal during selective laser melting. The diameter of these micropores is 150...200 microns. In the welding bath during fusion welding, micropores develop up to 420...1070 microns in diameter in case of argon arc welding and 215...420 microns in case of electron beam welding. Metallographic analysis of cross-sections of welded joints performed by fusion welding revealed a characteristic pore distribution in the weld metal. So in case of argon arc welding, the largest pores were located near the front surface of the weld. In the fusion zone at the border of the weld and the base metal, pores with a diameter of 80.220 microns were located in the form of chains along the entire thickness of the plates being welded. When testing welded joints for static tension, the destruction of joints occurred precisely in this zone. The strength coefficient of the AK9 alloy joints obtained by fusion welding is as follows: for automatic argon arc welding 0.46, for electron beam welding - 0.66. It is established that the problem of porosity of welded joints is eliminated when using solid -phase welding for jointing (friction stir welding). The strength coefficient of the jointing of the AK9CH alloy plates made by friction stir welding is at the level of 0.81.0.86 of the time resistance of the base metal. The destruction of welded joints occurs along the mixing zone. In the weld zone during friction stir welding, as a result of dynamic recrystallization, a fine-grained equiaxed structure with an average grain size of 4.5...6.2 microns was formed with virtually no pores. The parent metal is represented by a cellular structure in which there are pores up to 168 microns in size.

作者简介

Viktor Ovchinnikov

Moscow Polytechnic University

Email: vikovl956@mail.ru
doctor of technical sciences

Ruslan Reztsov

Moscow Polytechnic University

编辑信件的主要联系方式.
Email: vikovl956@mail.ru

参考

  1. Simonelli M., Tse Y.Y., Tuck C. Effect of the build orientation on the mechanical Properties and Fracture Modes of SLM Ti-6Al-4V. Mater. Sci. Eng. A. 2014. Vol. 616. P. 1-11.
  2. Литунов С.Н., Слободенюк В.Н., Мельников Д.В. Обзор и анализ аддитивных технологий // Омский научный вестник. 2016. Ч. 2. №5 (149). С. 20-24. EDN: WXHOWV
  3. Аддитивные технологии в машиностроении: пособие для инженеров / М.А. Зленко, М.В. Нагайцев, В.М. Довбыш. М.: ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2015. 220 с. EDN: VYHRMD
  4. Куликов М.Ю., Ларионов М.А., Гусев Д.В. О взаимодействии шероховатости поверхности прототипированных образцов с условиями их базирования при изготовлении // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2016. № 1 (25). С. 8892.
  5. Куликов М.Ю., Ларионов М.А., Гусев Д.В. Исследование взаимосвязи шероховатости поверхности прототипированных образцов с условиями их базирования при изготовлении // Вестник Брянского государственного технического университета. 2016. Вып. 2 (50). С. 108-111. doi: 10.12737/20253; EDN: WBKUXD
  6. Ларионов М.А., Гусев Д.В. Разработка программы прогнозирования ожидаемых параметров точности изделия, изготовленного методом 3SP RP-технологии // Металлообработка. 2018. № 6 (108). С. 26-29. doi: 10.25960/MO.2018.6.26; EDN: YWKWOT
  7. Wu M.W., Lai P.H., Chen J.K. Anisotropy in the impact toughness of selective laser melted Ti-6Al-4V alloy. Mater. Sci. Eng.: A. 2016. Vol. 650. P. 295-299.
  8. Ahuja B, Schaub A, Karg M, Lechner M, Merklein M, Schmidt M. Developing LBM process parameters for Ti-6Al-4V thin wall structures and determining the corresponding mechanical characteristics. Phys. Proc. 2014. Vol. 56. P. 90-98.
  9. Kunze K., Etter T., Grässlin J., Shklover V. Texture, anisotropy in microstructure and mechanical properties of IN-738LC alloy processed by selective laser melting (SLM). Mater. Sci. Eng. A. 2015. Vol. 620. P. 213-222.
  10. Frazier W. E. Metal additive manufacturing: A review. J. Mater. Eng. Perform. 2014. Vol. 23. No. 6. P. 1917-1928. doi: 10.1007/s11665-014-0958-z; EDN: RCITXM
  11. Vrancken B., Thijs L., Kruth J.P., Van Humbeeck J. Microstructure and mechanical properties of a novel β titanium metallic composite by selective laser melting. Acta Mater. 2014. Vol. 68. P. 150-158.
  12. Дриц А.М., Овчинников В.В. Сварка алюминиевых сплавов. М.: Руда и металла, 2020. 476 с.
  13. Litunov S.N., Slobodyanyuk V.N., Melnikov D.V. Review and analysis of additive technologies // Omsk Scientific Bulletin, 2016, part 2, No. 5(149), pp. 20-24.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».