1.3 Выбор способа сварки с учетом свариваемости стали

Существующая в настоящее время сварочная техника и уровень развития сварочного производства позволяют сваривать разнообразные металлы и сплавы различной толщины, различных составов и сочетаний.

Во многих случаях одна и та же сварная конструкция или отдельно взятое сварное соединение могут быть изготовлены или выполнены различными способами сварки. Выбор способа сварки в каждом конкретном случае должен производиться с учетом ряда факторов, главными из которых являются свойства металла, его толщина, габариты конструкции, технико-экономические показатели технологического варианта применительно к данной конструкции.

Свойства свариваемого материала во многих случаях играют важную роль при выборе способа сварки. Так, если конструкция изготавливается из химически активных металлов, то качественные сварные соединения легче получить при сварке в вакууме, например, электронным лучом. Вакуум, являясь своего рода защитной средой, практически исключает возможность дополнительного насыщения металла сварочной ванны газами. Более того, он может способствовать дегазации металла.

Сварку высоколегированных аустенитных хромоникелевых сталей в соответствии с их реакцией на сварочный нагрев предпочтительнее выполнять способами, обеспечивающими концентрированный нагрев металла и наименьшее время пребывания его в интервале температур образования горячих трещин и возникновения склонности к межкристаллитной коррозии. В этом случае эффективными оказываются ручная дуговая сварка, автоматическая под флюсом, аргонодуговая, электронно-лучевая.

Назначая технологию сварки титана, его сплавов и выбирая способ сварки их, следует учитывать высокое сродство титана к кислороду, азоту, водороду. Установлено, что при температурах до 400...500 ^оС окисная пленка прочно удерживается на поверхности металла и надежно предохраняет его от дальнейшего окисления. При температурах более 600 ^оС начинается растворение окислов в металле и окисление распространяется в глубь металла. Особенно активно этот процесс идет при температурах более 850 ^оС. В этой связи применяемые для сварки титана способы должны обеспечивать надежную защиту от соприкосновения с воздухом как расплавленного металла, так и остывшей части сварного соединения, имеющей температуру выше 400...500 ^оС.

Ввиду большого сродства титана к кислороду применяемые для сварки его флюсы не должны содержать окислов. Даже прочные трудновосстанавливаемые окислы типа Al₂О₃, находясь во флюсе, вызывают окисление титана. Бескислородные флюсы для сварки титана представляют собой сплавы солей СаF₂, ВаСl₂, NаF и т.п.

Таким образом, для сварки титана и его сплавов нельзя применять способы, при которых в зоне сварки создается окислительная атмосфера или условия, способствующие насыщению жидкого металла азотом. Иначе говоря, свойства титана предопределяют возможные способы сварки его.

Для изготовления деталей в виде композиций из различных материалов, часто резко различающихся составом и свойствами и поэтому трудно поддающихся соединению или вовсе не сваривающихся с помощью традиционных методов сварки и пайки, наиболее целесообразным и, пожалуй, единственным методом соединения является диффузионная сварка. При этом соединяемые детали могут быть обе или все изготовлены из металла, либо часть деталей (одна деталь) из металла, а другая часть (деталь) - из неметаллического материала: керамики, стекла, кварца, графита и т.п., которые невозможно качественно соединить ни одним из известных способов сварки. Например, с применением диффузионной сварки изготавливается тормозная лента трактора МТЗ-50, состоящая из металлокерамики и стали 45.

Важное значение при выборе способа сварки играют толщина свариваемого металла, габариты конструкции. Так, изготовление тонколистовых конструкций малых и средних габаритов в некоторых случаях целесообразно осуществлять с помощью контактной сварки. Для конструкций из металла средних и больших толщин следует выбирать способы сварки, характеризующиеся мощными источниками тепла: ручную дуговую, полуавтоматическую и автоматическую в защитных газах и под флюсом, а для металла толщиной более 40...50 мм - электрошлаковую сварку.

В том случае, когда свойства и толщина свариваемого металла, габариты конструкции позволяют использовать несколько способов сварки, выбор того или иного способа и варианта технологического процесса должен быть обоснован технико-экономическими расчетами.

10