ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА АК9, ПОЛУЧЕННОГО СЕЛЕКТИВНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ПЛАВЛЕНИЕМ

. Рассмотрена проблема получения качественных сварных соединений пластин из сплава АК9, изготовленных из порошка методом селективного лазерного плавления. Выполнены сварные стыковые соединения пластин сплава АК9 толщиной 3,0 мм методами сварки плавлением (автоматическая аргонодуговая и электронно-лучевая сварка) и сваркой трением с перемешиванием. Основной металл пластин из сплава АК9 и их сварные соединения подвергались после сварки рентгеновскому просвечиванию, компьютерной томографии, металлографическому анализу и механическим испытаниям на статическое растяжение и статический трехточечный изгиб. Рентгеновский контроль сварных соединений, выполненных автоматической аргонодуговой и электронно-лучевой сваркой, выявил наличие в швах множественной пористости. Зародышами пор в металле шва служат микропоры сферической формы, которые образуются в основном металле в процессе селективного лазерного плавления. Диаметр этих микропор составил 150…200 мкм. В сварочной ванне при сварке плавлением происходит развитие микропор в диаметре до 420…1070 мкм для аргонодуговой сварки и 215…420 мкм для электронно-лучевой сварки. Металлографический анализ поперечных шлифов сварных соединений, выполненных методами сварки плавлением, выявил характерное расположение пор в металле шва. Так для варианта аргонодуговой сварки наиболее крупные поры располагались вблизи лицевой поверхности шва. В зоне сплавления на границе сварного шва и основного металла поры диаметром 80…220 мкм располагались в виде цепочек по всей толщине свариваемых пластин. При испытаниях сварных соединений на статическое растяжение разрушение соединений происходило именно по этой зоне. Коэффициент прочности соединений сплава АК9, полученных сваркой плавлением следующий: для автоматической аргонодуговой сварки 0,46, для электронно-лучевой сварки – 0,66. Установлено, что проблема пористости сварных соединений устраняется при использовании для получения стыковых соединений сварки в твердой фазе (сварка трением с перемешиванием). Коэффициент прочности стыковых соединений пластин сплава АК9, выполненных сваркой трением с перемешиванием, находится на уровне 0,81…0,86 от временного сопротивления основного металла. Разрушение сварных соединений происходит по зоне перемешивания. В зоне шва при сварке трением с перемешиванием в результате динамической рекристаллизации сформирована мелкозернистая равноосная структура со средним размером зерна 4,5…6,2 мкм практически без наличия пор. Основной металл представлен ячеистой структурой, в которой имеются поры размером до 168 мкм.