Глава I Физические основы получения сварного соединения

Сварка - технологический процесс получения неразъемных соединений мате­риалов посредством установления меж­атомных связей между свариваемыми час­тями при их нагреве и пластическом де­формировании. Сваркой соединяют одно­родные и разнородные металлы и их спла­вы, металлы с некоторыми неметалличе­скими материалами (керамикой, графи­том, стеклом и др.), а также пластмассы.

В разработке метода получения неразъ­емных соединений материалов путем их сварки ведущая роль принадлежит отечест­венным инженерам и ученым. В 1882 г. Н. Н. Бенардос и в 1888 г. Н. Н. Славянов предложили первые практически пригод­ные способы сварки с использованием электрической дуги. Для образования со­единений необходимо выполнение сле­дующих условий: освобождение свари­ваемых поверхностей от загрязнений, ок­сидов и адсорбированных на них инород­ных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых поверхностей на расстояния, сопоставимые с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках.

Указанные условия реализуются раз­личными способами сварки путем энерге­тического воздействия на материал в зоне сварки. Энергия вводится в виде теплоты, упругопластической деформации, элек­тронного, ионного, электромагнитного и других видов воздействия. Прочность и другие свойства сварных соединений оп­ределяются свариваемостью материалов.

Свариваемость - свойство ме­талла или сочетания металлов образовы­вать при установленной технологии свар­ки сварные соединения, отвечающие тре­бованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия. В зависимости от того, удовлетворяет ли сварное соедине­ние предъявляемым требованиям, свари­ваемость может быть достаточной или недостаточной.

Безотносительно к виду конструкции и ее назначению свариваемость материалов оценивают степенью соответствия задан­ных свойств сварного соединения одно­именным свойствам основного металла и их склонностью к образованию таких сва­рочных дефектов, как трещины, поры, шлаковые включения и др. По этим при­знакам материалы разделяют на хорошо, удовлетворительно, ограниченно и плохо сваривающиеся.

Свариваемость материалов в основном определяется типом и свойствами струк­туры, возникающей в сварном соединении при сварке. При сварке однородных ме­таллов и сплавов в месте соединения, как правило, образуется структура, идентич­ная или близкая структуре соединяемых заготовок. Прочность соединения опреде­ляется внутрикристаллическими связями, и свариваемость оценивается как хорошая или удовлетворительная.

При сварке разнородных материалов в зависимости от степени их взаимной рас­творимости в твердом состоянии в соеди-

222

СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Дуговая сварка плавлением

нении образуются твердые растворы, хи­мические и интерметаллидные соединения или смесь зерен соединяемых материалов. В этих случаях прочность соединения обеспечивается сцеплением по границам частиц и зерен. Механические и физиче­ские свойства соединений могут сущест­венно отличаться от свойств свариваемых материалов. При этом высока вероятность образования несплошностей в виде тре­щин и несплавлений. Свариваемость оце­нивается как ограниченная или плохая.

В зависимости от состояния металла в зоне соединения и использования внеш­них усилий различают способы сварки плавлением и давлением. Сварка плавле­нием осуществляется местным сплавлени­ем соединяемых частей без приложения