Лекция №17 Сварка плавлением разнородных металлов и сплавов – 2 часа

1. Особенности сварки разнородных металлов и сплавов.

2. Сварка стали с цветными металлами и сплавами.

2.1. Сварка стали с алюминием.

2.2. Сварка сталей с медью и ее сплавами

2.3. Сварка сталей с титаном (аргонодуговая неплавящимся электродом).

2.4. Сварка сталей с ниобием, молибденом и ванадием.

3. Сварка разнородных цветных металлов и сплавов.

3.1. Сварка Al и его сплавов с медью.

3.2. Сварка алюминия и его сплавов с титаном.

3.3. Сварка меди и ее сплавов с титаном.

3.4. Сварка меди с ниобием, молибденом, танталом и сварка ниобия с молибденом

1. Особенности сварки разнородных металлов и сплавов

Процесс образования соединений разнородных металлов можно разделить на 3 стадии:

1. Сближение соединяемых поверхностей, при котором образуется физический контакт. Это происходит при расплавлении и растекании жидкого металла по поверхности твердого металла или при совместном расплавлении двух металлов.

2. Активация атомов в области физического контакта и образование химических связей между атомами соединяемых металлов. Как в случае расплавления двух кромок, так и только одной кромки активация атомов происходит в результате нагрева.

Первая и вторая стадии протекают параллельно.

3. Развитие диффузионных и релаксационных процессов при охлаждении сварного соединения, определяющих величину остаточных напряжений и интенсивность образования хрупких химических соединений.

При сварке разнородных металлов достаточно качественное сварное соединение получается для металлов, обладающих неограниченной взаимной растворимостью в жидком и твердом состоянии. Считается, что это происходит при различии атомных диаметров не более, чем на 15%.

Металлы, образующие ограниченный ряд твердых растворов, эвтектики и химические соединения, снижающие прочность, пластичность и коррозионную стойкость шва относятся к плохо свариваемым или вообще не свариваемым. Тем не менее, для обеспечения качественного соединения сваркой плавлением в данном случае используют следующие приемы:

1. Элементы, образующие при взаимодействии непрерывный ряд твердых растворов и не образующих эвтектик и химических соединений (Ti-Zn, Ti-Nb, Ti-Ta, V-Nb, Ni-Cu и др.) можно сваривать с расплавлением соединяемых поверхностей, но концентрация элементов в расплаве должна быть строго регламентирована. Это достигается варьированием формой скоса кромок, присадочным материалом и смещением источника нагрева в сторону той или иной кромки.

2. Сварка в твердожидком состоянии, т. е. c расплавлением только одного металла, имеющего низкую температуру плавления (Fe-Mo, Cu-Mo ? ??.). Химические связи образуются в процессе смачивания жидким металлом поверхности твердого металла и при последующей диффузии.

Основным препятствием для осуществления данного приема является образование хрупких интерметаллидных включений на границе сплавления. Для борьбы с данными прослойками применяют осаждение перед сваркой тонкого буферного слоя третьего металла на кромке, использование послесварочной термической обработки и т. д.

3. Сварка с использованием промежуточных металлических или биметаллических вставок (Fe-Ti, Cu-Ti).