Свариваемость материалов

влияют условия теплоотвода и режимы сварки. С увеличением vCB сокращается время существования жидкой ванны и умень­ шается степень насыщения металла газами. При этом сокраща­ ется протяженность зоны термического влияния, уменьшается размер кристаллитов, а также изменяется схема кристалли­ зации металла шва, что благоприятно сказывается на механи­ ческих свойствах сварных соединений и прежде всего на вели­ чине низкотемпературной пластичности. Однако повышение vCB возможно до определенного предела, так как ухудшается фор­ мирование швов и во многих случаях снижаются их пластиче­ ские свойства.

Для соединений сеток и катодов из молибденовых сплавов успешно применена микроплазменная сварка. Тонколистовой молибден можно также сваривать в вакууме и среде инертных газов лазерным лучом.

Вольфрам и его сплавы сваривают в камерах с контролируе­ мой атмосферой инертного газа неплавящимся электродом и электронно-лучевым способом — единственным, который мож­ но применить для металла толщиной более 3—4 мм, так как он обеспечивает наиболее благоприятное соотношение глубины ванны к ее ширине. Помимо этого, незначительная протяжен­ ность зоны термического влияния при наиболее узком шве явля­ ется во многих случаях обязательным условием повышения ка­ чества сварных соединений.

Сварка сплавов хрома возможна при использовании приса­ дочной проволоки из никелевых сплавов и выполнении АДСбез расплавления основного металла.

Раздел 9 РАЗНОРОДНЫЕ

—МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Глава 32. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ (Земзин В. Н.)

в сварных конструкциях сталей с ограниченной и плохой свари­ ваемостью.

где Хо' и Х0" — содержание легирующих элементов в сваривае­ мых сталях; К — степень проплавления одной из кромок отно­ сительно другой.

При сварке перлитной стали с аустенитной условно можно считать, что 60 % проплавленного основного металла прихо­ дится на долю аустенитной стали и 40 % на долю перлитной;

данными.

Технологическая и конструктивная прочность сварных сое­ динений обеспечивается при отсутствии в различных слоях шва

изоны термического влийния хрупких и малопрочных участков.

Всвязи с этим при выборе сварочных материалов для сварки разнородных сталей необходимо оценить структуру и свойства различных слоев шва. Такая предварительная оценка может быть сделана с помощью структурной диаграммы, построенной применительно к условиям кристаллизации и скоростей охлаж­ дения при сварке сталей широкого круга легирования. В соот­ ветствии с правилами построения подобных диаграмм все аустенитизирующие элементы приводятся с соответствующими коэф­

нию хрома (Сгэкв).

Пример построения подобной диаграммы для сварного сое­ динения малоуглеродистой стали со сталью 08Х18Н10Т (напла­ вленный металл типа Э-11Х15Н25М6АГ2) показан на рис 32.2. Составы сталей соответствуют точкам А и Б, а состав наплав­ ленного металла — точке В. В корневом слое / состав проплав-

методов сварки давлением с расплавлением зоны соединения, вблизи^ границы сплавления выявляется кристаллизационная прослойка промежуточного состава между основным металлом и швом или свариваемыми сталями. Их протяженность меня­ ется от способа и режима сварки, находясь в пределах 0,005— 0,6 мм.

В зависимости от сочетания свариваемых сталей или основ­ ного металла и шва строение и свойства зоны сплавления будут

прослоек структура и свойства их могут значительно ме­ няться. Так, в зоне сплавления перлитной стали с аустенитным швом участок «кристаллизационной» прослойки с содержанием Сг 3—12% и Ni 2—7% имеет структуру высоколегированного мартенсита и является хрупким.

Ширина хрупких мартенситных прослоек зависит от запаса

аустенитности металла шва и становится наибольшей при ис­ пользовании электродов типа Э-07Х20Н7 (рис. 32.4). В преде­ лах одного слоя шва она может меняться в зависимости от осо­ бенностей кристаллизации данного участка. При использовании электродов на никелевой основе (например, Э-08Н60Г7М7Т) мартенситные прослойки значительно меньше.

Учитывая, что и в пределах одного сварочного валика ши­ рина хрупких прослоек колеблется в широких пределах, целесо-

образно ее учитывать с помощью кривых распределения типа показанной на рис. 32.5.

Для каждого из вариантов имеется узкий диапазон измене­ ния ширины прослойки, охватывающий свыше 50 % обшей длины зоны сплавления. Средняя ширина прослоек в этом ин­ тервале может быть условно принята за ее значения для дан­ ного варианта.

32.2.3. Образование диффузионных прослоек в зоне сплавления

При сварке, термической обработке и высокотемпературной эксплуатации в зоне сплавления рассматриваемых соединений могут развиваться и заметно влиять на ее структуру и свойства прослойки, обусловленные диффузионным перераспределением элементов на линии раздела, разнородных материалов [4]. В наи­

В связи с недостатком экспериментальных данных о вели­ чинах активности углерода в сталях, используемых в разнород­ ных сварных соединениях, расчет ширины диффузионных про­ слоек проводится обычно путем экстраполяции имеющихся экспериментальных данных по результатам испытания образцов при высоких температурах и ограниченных выдержках на боль­ шие выдержки при температурах эксплуатаций [6]. Заметно сни­ зить миграцию углерода из низколегированной в легированную составляющую можно, используя низколегированные стали, ле­ гированные энергичными карбидообразующими элементами —

а — зависимость б(1п б) — Г; 6 — зависимость б—/ (V^t).

Сг, V, Ti, Nb и др. Так, при содержании в них более 5 % Сг ми­ грацией углерода в контакте с аустенитной сталью или швом можно пренебречь. Возможно для уменьшения интенсивности процесса миграции углерода введение промежуточных облицо­ вок на менее легированную сталь с промежуточным содержа­ нием карбидообразующих элементов. Интенсивность развития прослоек снижается с уменьшением в низколегированной стали содержания углерода. Поэтому низколегированные конструк­ ционные стали с содержанием углерода около 0,10 % более пер­ спективны к применению в разнородных соединениях, чем низ­ коуглеродистые и низколегированные машиностроительные стали с содержанием углерода 0,2—0,3 %.

32.2.4. Дефекты соединений

Наиболее вероятно ожидать появления технологических трещин в участках многослойных швов с значительным проплавлением основного металла и на границе раздела разнородных материа­ лов. Ими являются корневые и верхние слои многослойных швов, примыкающие к основному металлу, а также кристалли­