59Технология сварки различных металлов и сплавов

1.Сварка углеродистых и низколегированных сталей

Стали с содержанием углерода до 0,25% относятся к низкоуглеродистым. Они хорошо свариваются всеми известными способами сварки. Стали, содержащие углерода 0,25–0,45%, относятся к среднеуглеродистым. Они обладают удовлетворительной свариваемостью. Их сваривают с предварительным подогревом, а после сварки подвергают термообработке – отжигу или нормализации. Стали, которые содержат углерода 0,45–0,75% относятся к высокоуглеродистым. Они плохо свариваются, поэтому их не применяют для сварки.

К низколегированным относятся стали, в которых содержание одного легирующего элемента не превышает 2%, а суммарное содержание всех легирующих элементов менее 2,5–5%.

2.Сварка теплоустойчивых сталей (стали типа М, МХ,ХМФ,Х5МФ)

Обычно сварку теплоустойчивых сталей производят вручную, короткой дугой, по тщательно очищенной поверхности. Возможны сварка в защитных газах, под флюсом, электрошлаковая, контактная.

Теплоустойчивые стали в процессе сварки склонны к образованию хо-лодных трещин. Поэтому их сварку необходимо вести быстро, без переры-вов, не допуская при этом как перегрева, так и чрезмерно быстрого охлаждения. Кроме того, применяют предварительный или сопутствующий подогрев деталей и последующую термическую обработку.

3.Сварка среднелегированных сталей

К среднелегированным относят стали, в которых содержание одного легирующего элемента не превышает 2–5%, а суммарное содержание всех элементов 5–10%. Они характеризуются высокими механическими свойствами (предел прочности 600–1200МПа).

Полная термообработка (закалка с последующим отпуском) сваренных деталей производиться в случаях, если химический состав основного металла и металла шва одинаков. Если изделие не подвергается термообработке, то его сварку можно произвести аустенитными электродами (ЭА-1а), но при этом микроструктура металла шва и основного металла будут резко отличаться между собой.

Наконец, сварные соединения из среднелегированных сталей могут подвергаться только высокому или низкому отпуску. Это делается в случае, если изделие, ввиду его крупных габаритов, нельзя подвергнуть полной термической обработке.

Основными методами сварки среднелегированных сталей являются сварка в углекислом газе, аргоне, сварка под флюсом, ручная сварка, электрошлаковая, электронно-лучевая, плазменная.

4. Сварка высоколегированных сталей

К высоколегированным относят стали, содержащие более 10% леги-рующих элементов. Из этой группы наибольшее распространение имеют нержавеющие хромистые и хромоникелевые стали. Главными легирующими элементами в этих сталях являются хром, никель, углерод (0,02–0,14%С), придающие этим сталям высокую коррозионную стойкость. Для улучшения свойств этих сталей в них дополнительно могут быть введены молибден, тантал, ниобий, марганец, азот.

5. Алюминиевые сплавы

Основными факторами, затрудняющими сварку алюминия, являются:

-алюминий легко окисляется с образованием тугоплавкого оксида алюминия Al2O3, имеющего температуру плавления 2050оС, что значительно превышает температуру плавления алюминия 658оС. Оксидная пленка препятствует сплавлению кромок, поэтому ее следует перед сваркой удалять и не допускать образования в процессе сварки;

-алюминий в жидком состоянии хорошо растворяет водород. При понижении температуры растворимость водорода в алюминии падает и он выделяется из металла в виде мельчайших пузырьков, что снижает прочность шва и нарушает герметичность соединения;

- при затвердевании алюминий и его сплавы дают большую усадку, вследствие чего вблизи шва могут образоваться трещины;

-большой коэффициент линейного расширения, что вызывает существенные деформации;