2. Группы свариваемости:

1 группа – хорошо свариваемые, 2 – удовлетворительно свариваемые, 3 – ограниченно свариваемые, 4 – плохо свариваемые.

Примеры материалов, относящихся к различным группам.

К первой группе относятся низкоуглеродистые и низколегированные стали (сталь 25, сталь 20Х и т.п.). К второй группе относятся углеродистые промежуточного класса и среднелегированные стали (сталь 35, сталь 20ХГС). Для получения качественного сварного соединения требуется подогрев 100 150^оС. К третьей группе относятся стали среднеуглеродистые и легированные (сталь 45, сталь 30ХН2МА и т.п.). Требуется подогрев 150 350^оС. К четвертой группе относятся высоколегированные и высокоуглеродистые стали (сталь50Г2, 40ХФЮА и т.п.). Даже при использовании сложных технологических приемов не обеспечивается высокое качество электродуговой сварки.

В современном машиностроении наряду с низкоуглеродистой сталью широко применяют металлы и сплавы, обладающие высокими физико-механическими свойствами, но плохой свариваемостью. К таким металлам и сплавам относятся высокоуглеродистые и легированные стали, чугун, медь, алюминий, магний, тугоплавкие металлы. Следствием плохой свариваемости этих материалов является образование трещин в сварных соединениях.

3. Особенности сварки различных металлов и сплавов

Сварка углеродистых (более 0,3%С) и легированных (до 3 5%) конструкционных сталей. Основная трудность при сварке – опасность закалки околошовной зоны и образование холодных трещин.

Меры предупреждения – нагрев до 100 300^оС, замена однослойной сварки на многослойную, применение электродов с основными покрытиями, производство отпуска (300^оС) сразу после сварки, применение контактной электрической сварки на мягких режимах.

Сварка высокохромистых сталей (12 28%Сr). Трудности при сварке – охрупчивание шва и зоны термического влияния (ЗТВ). Меры предупреждения – сварка при малых погонных энергиях, производить отжиг после сварки (800 900^оС) с последующей закалкой.

Сварка аустенитных хромоникелевых сталей (типа 18-8). Трудности при сварке – выпадение карбидов хрома по границам зерен и возникновение склонности к межкристаллитной коррозии. Меры предупреждения – сварка при малых погонных энергиях с теплоотводящими медными прокладками или водяным охлаждением, легирование стали сильными карбидообразующими элементами (Ti, Nb), закаливать (от 1050^оС) после растворения карбидов хрома.

Сварка чугуна. Применяют в варианте заварки дефектов на уникальных изделиях. Технология холодной заварки – чугунными, стальными, медно-железными, медно-никелевыми электродами с последующим высокотемпературным длительным отжигом. Наиболее дешевыми являются медно-железные электроды. Технология горячей заварки – с подогревом до 400 700^оС в нагревательных горнах с древесным углем и воздушным дутьем. Перед заваркой дефекты вырубают и заформовывают с помощью графита и кварцевого песка, замешанного на жидком стекле. Сваренные изделия охлаждают с печью.

Сварка меди и ее сплавов. Трудности при сварке связаны с содержанием вредных примесей (О, Н, Вi, Pb). Меры предупреждения – при единичном производстве применяют газовую сварку ацетилено-кислородным пламенем большой мощности. После сварки применяют быстрое охлаждение и проковку. При автоматической сварке применяют специальные керамические флюсы и сварку в защитных газах (аргон, азот). Сварку проводят вольфрамовым электродом на постоянном токе прямой полярности. Присадка – прутки меди с добавками Si, Sn, Mn. Подогрев до 200 800^оС.

Сварка латуни. Трудности связаны с испарением цинка при сварке (пары цинка ядовиты). Меры предупреждения – применяют газовый флюс (в пламя вводят пары боросодержащих жидкостей, борный ангидрид. Успешно сваривают латунь с помощью электрической контактной сварки.

Сварка алюминия и его сплавов. Трудности связаны с образование прочной и тугоплавкой окисной пленки Al₂O₃ (Т_пл = 2050^оС). Меры предупреждения – применение активных флюсов для растворения окислов – смеси хлористых и фтористых солей щелочно-земельных металлов (NaCl, KCl, LiF). Широко применяют сварку в защитных газах (аргоно-дуговая сварка).

Сварка тугоплавких металлов. Трудности связаны с окислением металлов при высоких температурах. Меры предупреждения – сварка в вакууме, в инертных газах, применение лучевых методов сварки.