Свариваемость материалов
..pdfподлежат обязательному устранению. Что касается пор, воль фрамовых включений, раковин и других дефектов, то они допускаются без исправления конструкции в определенном коли честве и объеме. Дефекты, выходящие по размерам и количе ству из нормы, приведенные в табл. 24.3, 24.4, подлежат ис правлению методом подварки. Суммарная длина дефектных участков, подлежащих подварке, не должна превышать 20 % длины шва (но не более 300 мм) для сварных соединений I ка тегории и для II категории — 30 % (но не более 400 мм). Длина единичного дефектного участка не должна превышать 60 мм при расстоянии между ними не менее 100 мм (I категория) и •80 мм (II категория).
24.2.2. Сопротивляемость ГТ
При сварке сплавов А1—Mg, А1—Си, А1—Zn и А1—Si установ лена повышенная склонность к трещинообразованию на сплавах с максимальным эффективным интервалом кристаллизации. Ме таллургические способы уменьщения склонности к трещинам заключаются во введении в основной металл и сварочную про волоку отдельных химических элементов, которые, изменяя эф фективный интервал кристаллизации и пластичность металла
втвердо-жидком состоянии, оказывают влияние не только на величину горячеломкости металла при сварке, но и позволяют за счет смещения неравновесного солидуса по отношению к рав новесному перенести трещину из опасной зоны (зоны сплавле ния) в наплавленный металл.
Технологические мероприятия по уменьшению трещин в свар ном соединении находятся во взаимосвязи с темпом деформации
втемпературном интервале хрупкости, а также с наличием кон
центратора напряжений.
Во избежание образования кристаллизационных трещин сле дует обратить внимание на жесткость стыкуемых деталей. При сварке деталей с резким перепадом толщины необходимо преду
сматривать со стороны точеных деталей (фланец, |
шпангоут |
и др.) полку, длина которой должна составлять 2S |
(S — тол |
щина стыкуемых деталей в зоне сварки), но не менее 30 мм. Для уменьшения жесткости свариваемых деталей из тонколис тового материала (S<2 мм) рекомендуется зиговка заготовок.
В зависимости от толщины материала при сварке врезных фланцев на цилиндрических и сферических поверхностях уста навливается минимально допустимый диаметр. Так, для мате риалов толщиной до 2 мм — диаметр не менее 60 мм, при тол щине до 6 мм — не менее 120 мм и т. д. Наблюдаются трещины при сварке в зоне термического влияния, если шероховатость поверхностей свариваемых элементов составляет /?г>40 мкм.
|
|
|
|
|
|
|
Категория |
свароч |
|
|
I |
II |
I |
II |
I |
II |
I |
|
II |
Толщина |
|
подрез в зоне сплавления со стороны усиления шва |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
свариваемого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
материала, мм |
глубина hit |
длиной L, |
расстоянием |
суммарной протя |
|||||
|
|||||||||
|
не более |
не более |
между ними |
женностью ZL, |
|||||
|
|
|
|
|
/, не менее |
не более |
|
||
|
|
|
|
|
мм |
|
|
|
|
До 3 |
0.04S |
0,1S |
|
|
|
|
|
|
|
3—6 |
0,25 |
0,3 |
50 |
80 |
80 |
50 |
0,1 L JJJ |
0,15Z.m |
|
6— 10 |
0,35 |
— |
— |
— |
— |
|
|
|
|
Свыше 10
При выполнении соединения в |
«отбортовку» на сплавах |
с ав>250 МПа (Амг5, АМгб, Д20 |
и др.) очень часто па прак |
тике в районе гиба наблюдаются микронадрывы, которые яв ляются очагом образования трещины при сварке. Следует из бегать соединения «по кромке», так как в них возможно появ ление несплавления и трещин в корне шва из-за наличия оксид ной пленки на поверхности металла. При изготовлении изделий со швами различной протяженности рекомендуется в первую очередь выполнять швы большой протяженности и швы макси мального сечения, а затем короткие швы.
24,2.3. Оксидные пленки
Высокая химическая активность Al, Mg и их сплавом с кис лородом приводит к образованию на поверхности металла ок
сидов |
(АЬОз, MgO). Толщина пленки при комнатной т е м п е р а |
туре |
увеличивается во времени. Оксидные пленки относятся |
к группе плотных пленок (А120 3, у=4,00; MgO, у=3,65), кото рые предохраняют металл от дальнейшего окисления и взаимо действия его с окружающей-средой. На поверхности двойных сплавов алюминия с элементами меди, марганца, кремния, же леза, цинка образуется оксидная пленка, по структуре анало-
гичная пленке на чистом алюминии. |
в сплаве |
|
По данным А. В. Курдюмова, |
при содержании |
|
Mg<0,02 % в оксидной пленке |
обнаруживается |
шпинель |
MgAl2 0 4 и Y*Ab0 4 , при 0,01—0,1 % Mg оксидная |
пленка со |
|
стоит из MgAl2 0 4 и MgO. В оксидной пленке преобладает MgO ми содержании магния в алюминиевых сплавах >1 %. Обра
зце
КРОМОК) ДОПУСТИМЫЕ БЕЗ ИСПРАВЛЕНИЯ |
|
|
|
||||||
ных соединений |
|
|
|
|
|
|
|||
I |
1 |
II |
I |
II |
I |
II |
I |
II |
|
|
|
|
смещение свариваемых |
кромок. |
|
|
|||
на всей длине |
|
|
местное |
|
|
||||
по высоте Hlt |
по высоте Н , |
длиной L |
суммарной протя |
||||||
женностью 2L, |
|||||||||
не более |
не более |
не более |
|||||||
не более |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
мм |
|
|
|
|
|
0.1S |
|
0,155 |
0 ,2 S |
0,3S |
0, 1 /.щ |
0,151ш |
0 ,15Lm |
0,2 Lm |
|
0.1S |
|
0,15S |
2,0 |
3,0 |
« 2 0 0 ) |
« 2 5 0 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
« 1 .5 ) |
|
< 2 ,0 |
|
|
|
|
|
|
|
зованием рыхлой оксидной пленки MgO на поверхности магналиевых и магниевых сплавов объясняется их повышенная склонность к образованию пористости при сварке. Введение малых добавок бериллия в сплавы системы А1—Mg снижает окисляемость в десятки раз.
Наличие на поверхности металла тугоплавкой пленки(7’пл°а=
=2050 °С; 7’" вО = 2800°С) с высоким электросопротивлением оказывает отрицательное влияние на стабильность протекания процесса сварки. Оксидная пленка не плавится и не раство ряется в жидком металле сварочной ванны. К этому следует добавить, что оксидная пленка активно адсорбирует влагу. При нагреве происходит диссоциация пара с выделением водорода — основного источника пор в сварных швах.
В связи с этим для обеспечения формирования наплавлен ного металла при сварке необходимо разрушить оксидную пленку. Это достигается за счет катодного распыления при го рении сварочной дуги в среде аргона (переменный ток, постоян ный ток на обратной полярности) или за счет высокой концен трации тепла при сварке в гелии на постоянном токе прямой полярности.
24.2.4. Газовая пористость
Многолетняя статистика брака сварных конструкций позво ляет установить, что одним из основных дефектов (~48% ) при сварке алюминиевых и магниевых сплавов является газовая по ристость.