Повышение коррозионной стойкости сварных соединений высокопрочных алюминиевых сплавов плакированием взрывом, страница 3

Испытуемые на КРН образцы находились под постоянной растягивающей нагрузкой, которая (как и для образцов с СТП соединением сплава 7010) задавалась равной 0,75 для исходных неплакированных соединений. Режим испытаний плакированных и неплакированных соединений СТП сплава 2024 был таким же, как и для соединений СТП сплава 7010, за исключением того, что длительность их выдержки под напряжением и в коррозионной среде составила 30 дней. Образцы для испытания на МКК вырезали таким образом, чтобы их длина была 70 мм (поперек соединения СТП и направления процесса плакирования), а ширина – 50 мм (вдоль соединения). Образцы помещали в коррозионный раствор (57 г NaCl+10мл H₂O₂ (30 %) + 1000 мл H₂O) и выдерживали в нем 6 ч при температуре 30 ^оС.

Используемые методы исследования, а именно, металлографический анализ и испытания для сравнительной оценки коррозионной стойкости плакированных и неплакированных соединений показал очень четкие результаты.                                                        

Предварительный металлографический анализ сварных образцов показал, что в зоне термомеханического влияния СТП соединений сплава 7010 имеются участки с зернами, ориентированными перпендикулярно к поверхности пластины и находящимися на глубине 5 мм. Такое расположение зерен в наибольшей мере способствует развитию межкристаллической коррозии (МКК), поэтому для того, чтобы такие участки оказались на поверхности был удален слой металла толщиной 5 мм. Кроме того, со стороны корня СТП шва сделана выемка для удаления острого концентратора, вызванного неполным проваром по толщине пластины.

В течении испытаний образцов сплава 7010 (исходных и плакированных) на сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН) их полного разрушения не произошло. Исходные образцы с СТП соединением сплава 7010 были полностью покрыты продуктами коррозии. На поверхности плакирующего слоя из сплава 1050 следов коррозии не наблюдается, в то время как на незащищенной части плакированных образцов (основной металл) присутствуют такие же следы коррозии, как и на исходных образцах. Как показал металлографический анализ исходных образцов после проведения испытаний, все они подвержены межкристаллической коррозии. Типичная глубина проникновения межкристаллической коррозии в наиболее опасной зоне термомеханического влияния 150…160 мкм (рис. 2 а.), а в одном случае из всей серии образцов она составляла 720 мкм. В плакированных образцах никаких следов коррозии СТП соединения обнаружено не было (рис. 2 б).

                                                                                 Рис 2. а) исходный

                                                                                               б) плакированный.

Таким образом, присутствие плакирующего слоя из технически чистого алюминия полностью исключает какое-либо воздействие коррозионной среды на защищаемый шов.

При испытаниях на КРН при однослойной растягивающей нагрузке образцов соединения сплава 2024 исходные образцы разрушались в течении испытательного срока. На поверхности плакирующего слоя отмечали наличие питтинговой коррозии, при отсутствии нагрузки она вообще не наблюдалась. Под плакирующем слоем металлографический анализ показал отсутствие коррозии СТП соединения (рис. 3). Таким образом, несмотря на поверхностную питтинговую коррозию плакирующего слоя, последний выполнил свою функцию.

                                                          Рис. 3.                        

Испытание на МКК показало, что в плакированных образцах следы коррозии полностью отсутствуют (рис. 4). В исходных образцах в зоне шва глубина проникновения коррозии составляет 43 мкм, а в зоне термомеханического влияния – 72 мкм.  

Рис. 4.

Следует отметить, что в плакированных взрывом СТП соединениях сплавов 7010 и 2024 следы коррозии после испытаний на КРН отсутствуют, в то время как в неплакированных соединениях сплава 7010 глубина проникновения МКК составляет 150…160 мкм, а соединения сплава 2024 разрушились. Кроме того, при испытаниях на МКК даже при отсутствии нагружения глубина проникновения коррозии в СТП соединения сплава 2024 достигает 72 мкм.

ВЫВОД: проведенные исследования показали высокую эффективность предложенного метода защиты сварных соединений, полученных СТП, высокопрочных алюминиевых сплавов от воздействия коррозии, что позволяет рекомендовать его для использования на практике.