Сварка разнородных цвет мет

Основной проблемой сварки является различие в теплофизических, химических и механических свой­ствах алюминия и меди, их ограниченной взаимной ра­створимости и в образовании в процессе охлаждения и кристаллизации соединения хрупких интерметаллидных фаз типа CuAl2, способствующих образованию горячих трещин в шве. Сварка выполняется после гальваничес­кого нанесения на медную кромку цинкового покрытия толщиной 50—60 мкм.

Сварку плавлением осуществляют аргонодуговым способом или под флюсом. В качестве электродного материала используют проволоки из алюминия или его сплавов (СвА1, СвАК5, СвАМг).

При аргонодуговой сварке дугу смещают на более теплопроводный металл (медь) на 0, 5 толщины свари­ваемого металла. При этом со стороны меди образуется прослойка интерметаллидов толщиной 3—10 мкм, а со стороны алюминия — такой же ширины полоска твер­дого раствора меди в алюминии. Интерметаллидная прослойка обусловливает некоторое снижение пластич­ности и возможность образования трещин в соедине­нии. Подавление роста интерметаллидной прослойки с помощью легирования шва 4—5% Si и 6—8% Zn за счет присадки улучшает пластические свойства соединения, снижая трещинообразование. При сварке встык медную кромку скашивают под углом 45—60°, что обеспечивает повышенную статическую прочность соединения.

Сварка под флюсом применяется при толщинах со­единяемых элементов S = 8—20 мм с использованием проволоки СвА97 и флюса АН - А1. При сварке электро­дная проволока смещается на медь на 5—7 мм. Предел прочности сварного соединения равен пределу прочно­сти алюминия (ов= 70—100 МПа).

21.3.2. Сварка алюминия и его сплавов с титаном

Обязательным условием получения качественного сварного соединения является предварительное покры­тие кромки из титана чистым алюминием (алитирова - ние), что уменьшает время образования соединения, снижает период ретардации и количество интерметал - лидов по линии сплавления и не вызывает ощутимого охрупчивания шва. После алитирования на титановую кромку дополнительно наплавляют слой чистого алю­миния (толщина 5—8 мм). Затем осуществляют аргоно­дуговую сварку W - электродом на режимах, характерных для соединения алюминия. Наиболее часто сваривают тонколистовые соединения из титановых сплавов марок ОТ4, ВТ5 с алюминиевыми сплавами АМгб, АМц, АД1. Прочность соединений составляет о„= 110—270 МПа, а пластичность, измеряемая углом загиба, примерно равна а = 17—30°.

21.3.3. Сварка меди и ее сплавов с титаном, ниобием, молибденом и танталом

Проблемой свариваемости для указанных пар метал­лов являются различия в их физических и химических

Глава 21. Сварка разнородных металлов

свойствах, как правило, приводящих к повышенному образованию хрупких интерметаллидов, в основном, по линии сплавления. Существенно усложняет сваривае­мость металлов их высокая химическая активность по отношению к газам. Применение промежуточных вста­вок из специально выплавленного сплава титана, леги­рованного Мо, Nb, Та, снижающих температуру поли­морфных а < -» ^-превращений и улучшающих взаимную растворимость компонентов, обеспечивает получение в шве достаточно однородного титанового сплава со ста­бильной (3-фазой. Состав одной из рекомендуемых вста­вок: Ti+30% Nb. Практически используется только ар­гонодуговая сварка W-электродом или сварка в камерах с контролируемой атмосферой с присадкой из медных проволок. При соединении меди марки М3 или бронзы БрХ0, 8 с титановым сплавом ВТ5 удается обеспечить прочность соединения ав = 220—280 МПа.

 

Флюсы и их назначение

Флюс (лат. Fluxus — поток, течение) — вещества (чаще смесь) органического и неорганического происхождения, предназначенные для удаления оксидов с поверхности под пайку, снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания жидкого припоя и/или защиты от действия окружающей среды

Флюсы:

• способствуют лучшему смачиванию припаиваемых деталей;
• способствуют лучшему растеканию припоя по шву;
• предохраняют нагретый при пайке металл от окисления

 

Дефекты сварных швов

В силу разных причин сварные соединения могут иметь дефекты, влияющие на их прочность. Все виды дефектов швов подразделяют на три группы:

• наружные, к основным из которых относятся: трещины, подрезы, наплывы, кратеры;
• внутренние, среди которых чаще всего встречаются: пористость, непровары и посторонние включения;
• сквозные - трещины, прожоги.

Причинами возникновения дефектов могут быть различные обстоятельства: низкое качество свариваемого металла, неисправное или некачественное оборудование, неверный выбор сварочных материалов, нарушение технологии сварки или неправильный выбор режима, недостаточная квалификация сварщика.

Дефекты бывают допустимыми и не допустимыми, в зависимости от требований, предъявляемых к сварочным соединениям и конструкции в целом.

 

Горячие трещины

Горячие трещины представляют собой хрупкие межкристаллические разрушения металла шва и околошовной зоны. Они возникают в твердо-жидком состоянии в процессе кристаллизации и при высоких температурах в твёрдом состоянии. Располагаются по границам зёрен.

Горячие трещины появляются в процессе кристаллизации металла шва при температуре 1100-1300⁰ С. Их образование вызывается наличием полужидких прослоек между кристаллами наплавленного металла шва в конце его затвердевания и действием в нем растягивающих усадочных напряжений. Повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, водорода и никеля также способствует образованию горячих трещин. Они обычно расположены внутри шва и их трудно выявить.

 

Холодные трещины

Холодные трещины возникают при температурах 100-300⁰ С в легированных сталях и при нормальных температурах - в углеродистых сталях сразу после остывания шва или через длительный промежуток времени. Основная причина их образования — значительные напряжения, возникающие в зоне сварки при распаде твердого раствора, и скопление под большим давлением молекулярного водорода в пустотах, имеющихся в металле шва. Холодные трещины выходят на поверхность шва и хорошо заметны

 

Углеродный эквивалент

Одним из важнейших технологических показателей свариваемости является углеродный эквивалент, далее CE (от англ. Carbon Equivalent). Нужен он для того, чтобы оценить совместное влияние на свариваемость содержащихся в стали углерода и др. элементов, сведя их в одно значение — CE. Более высокое содержание в стали C, и таких элементов как Mn, Cr, Si, Mo, V, Cu и Ni снижают способность стали к сварке, потому как увеличивают склонность металла шва к закалке при его охлаждении: если после сварки металл шва закалится, то в результате получим различные свойства основного металла и металла сварного шва, который будет менее пластичным и более склонным к хрупкому разрушению. Поэтому часто для обеспечения хорошего качества сварного шва сталей с высоким значением CE требуется подогрев шва до или после сварки, либо и то и другое.

 

Флюсы при пайке алюминия

Пайку алюминия н его сплавов проводят с помощью активныхфлюсов.

        Однако, безусловно, перед пайкой необходимо прежде всегоудалить окислы (скобля ножом). При пайке следует пользоваться следующим припоем олово (30%) и цинк (70%), так как оловянно-свинцовый припой непригоден ( 2). При пайке электрических проводов в качестве флюса необходима канифоль

 

Классификация электродов

В зависимости от назначения сварочные электроды в соответствии с государственным стандартом 9466-60 разделены на несколько классов и имеют различные свойства и показатели. Таким образом, они разделяются на электроды для проведения сварочных работ с легированными и углеродистыми сталями, а также высоколегированныетеплоустойчивые и стали с особыми свойствами.

Сварочные электроды для сварки сталей разного рода классифицируются на несколько классов или разделов:

- для проведения сварочных работ углеродистых и низколегированных сталей, имеющих временное сопротивление разрыву до 600 МПа, обозначаются буквой «У»;

- для проведения сварочных работ легированных сталей, имеющих временное сопротивление разрыву до 600 МПа, обозначаются буквой «М»;

- для проведения сварочных работ легированных теплоустойчивых сталей обозначаются буквой «Т»;

- для проведения сварочных работ высоколегированных сталей, имеющих особые свойства, обозначаются буквой «В»;

- для проведения сварочных работ поверхностных слоев металла обозначаются буквой «Н»;

 

⇐ Предыдущая123

Поделиться: