Материал: Сварка и свариваемые материалы. Свариваемость материалов

Исследования взаимодействия А1 и Mg с различными газами показали, что наибольшую растворимость в них имеет водо­ род. Так, анализ газов в А1 при температуре 1200°С показал следующее соотношение: 78% Н, 12% СО, 4% С02, 6% N.

В твердом алюминии водород практически нерастворим (STB =

= 0,036 см3/100 г). Заметная растворимость наблюдается лишь

сувеличением температуры до 660°С и выше (S^1=0,69см3/ 100 г) и находится в зависимости от времени выдержки и дав­

ления газа над расплавом. Значительно увеличивается раство­ римость водорода у магния в жидком и в твердом состояниях

(S* =51 см3/100 г и STB =19 см3/Ю0 г). Растворимость водо­ рода в алюминии снижается при введении Си, Si и Sn, тогда как присадка Mn, Ni, Mg, Fe, Сг, Zr, Th и Ti, наоборот, ее по­ вышает.

Причиной образования пористости в сварных швах из алю­ миниевых и магниевых сплавов является водород. К основным источникам появления водорода при сварке в среде инертных газов следует отнести: влажность защитной инертной среды, загазованность основного и присадочного металла, а также при­ сутствие влаги на поверхности свариваемого материала. При этом основной объем газа (около 60%) приходится на поверх­ ность металла сварочной проволоки.

Основные направления в разработке средств повышения плотности сварного соединения предполагают:

а) химическую, тепловую и механическую обработку поверх­ ности (химическое травление, прогрев проволоки в аргоне, Т=250—300 °G, шабрение кромок Rz< 40 мкм);

б) соблюдение нормативной длительности хранения матери­ ала перед сваркой (основной металл после шабрения <3 ч;

диаметра сварочной проволоки с 1,5 до 3 мм; освоение формы разделки кромок под сварку Cl, СЗ вместо С5 и С6, уменьше­ ние числа проходов при выполнении сварочного соединения);

д) эффективное воздействие на условие кристаллизации жид­ кого металла сварочной ванны (скорость всплывания газового пузырька должна превышать скорость кристаллизации, чему способствуют подогрев, погонная энергия дуги,, дополнительные источники тепла: двухдуговая, трехфазная сварка и т. д.);

24.2.5. Вольфрамовые включения

Сварку Al, Mg и их сплавов производят, как правило, неплавящимся (вольфрамовым) электродом в атмосфере инерт­

(~104—10е А/см2) создают значительные тепловые нагрузки на электрод, работающий в условиях дугового разряда. Снижение дефектности по вольфрамовым включениям в сварном соедине­ нии возможно путем повышения эрозионной стойкости воль­ фрама за счет введения оксидов (оксид лантана или оксид ит­ трия и др.). Стойкость к токовым нагрузкам вольфрама марки ВЧ меньше, чем у других марок (ВЛ, СВИ, ВИ). Более долго­ вечен в эксплуатации за счет высокой эмиссионной способности вольфрам с оксидом лантана (ВЛ) или оксидом иттрия (ВИ-20, ВИ-30, СВИ-1). Этот вольфрам поддерживает более высокую устойчивость дугового разряда.

Оптимизации технологии сварки способствует уменьшению тепловой перегрузки электрода со стабильной защитой W от воздействия окружающей среды. Для уменьшения перегрева W регламентируется продолжительность выполнения сварки. Следует избегать коротких замыканий электрода при сварке, обратив особое внимание на условия выполнения сварного со­ единения (труднодоступные места, сварка в пространственном положении и т. д.).

Наибольшая стойкость W при сварке на постоянном токе прямой полярности, меньшая — при переменном токе, минималь­ ная— при постоянном токе обратной полярности. Оптимальный расход газа обеспечивает стабильный процесс горения-дуги и хорошую защиту W от воздействия окружающего воздуха, а тем самым повышается стойкость W и уменьшается дефектность в сварных соединениях.

24.3.Технология сварки и свойства сварных соединений

24.3.1.Особенности технологии сварки

Наибольшее распространение при изготовлении сварных конст­

предопределяют повышенные требования к ее технологии. Пер­ востепенное значение приобретает культура производства. В сборочно-сварочных цехах не допускается выполнение работ, связанных с интенсивным образованием пыли и дыма (газовая резка, электродуговая сварка, зачистка абразивными кругами и т. п.). Сварка алюминиевых и магниевых сплавов производится в чистых помещениях, чистота которых достигается их отделкой,

КОЭФФИЦИЕНТ РАЗУПРОЧНЕНИЯ (па = ов/а в)

тнвление разрыву основного металла в отожженном состоянии. 2. Сплавы, термически упрочняемые ав — временное сопротивление разрыву основного металла в исходном состоянии закаленное и искусственно состаренное).

Одним из мероприятий по обеспечению равнопрочности (при сохранении пластических характеристик) сварного соединения при сварке сплавов в нагартованном или термически обрабо­ танном состоянии является утолщение кромок в зоне сварки, по­ лученное механическим способом обработки или химическим фрезерованием. Что касается толщины зоны утолщения кромок стыкуемых деталей, то она определяется расчетным путем, ис­ ходя из условий равнопрочности сварного соединения с ос­ новным металлом. Одним из основных рычагов повышения ме­ ханических свойств сварных соединений является проковка, прокатка роликами сварного соединения в холодном или теп­ лом состоянии. Вышеуказанные технологические операции под­ лежат всесторонне проверке с целью определения их влияния на пластичность и коррозионную стойкость сварных соединений.

При сварке сплавов термически упрочняемых возможно под­ нять прочность сварного соединения до уровня основного ме­ талла последующей (после сварки) термообработкой сварного узла (закалка + искусственное старение). При сварке термиче­ ски упрочняемых сплавов искусственное старение сварных со­ единений повышает предел выносливости на (табл.