Технологические особенности сварки различных металлов и сплавов

Способность металлов и сплавов к сварке оценивают по их свариваемости. Под свариваемостью понимают возможность образования при сварке плотных герметичных швов с требуемыми прочностными и физико-химическими свойствами. Не все металлы и сплавы обладают хорошей свариваемостью. Обычно высокая теплопроводность, низкий коэффициент линейного расширения, нечувствительность к термическому изменению цикла, малая усадка обусловливают хорошую свариваемость металлов и сплавов.

Лучшей свариваемостью обладают металлы, способные образовывать друг с другом непрерывный ряд твердых растворов. Хуже свариваются металлы с ограниченной растворимостью в твердом состоянии. Совершенно нельзя сваривать методом плавления те металлы, которые вовсе взаимно не растворяются в твердом состоянии или образуют хрупкие соединения. Эти металлы подвергают сварке давлением или вводят при сварке промежуточный металл, который способен растворяться в обоих основных.

Сварка углеродистой стали

На свариваемость сталей решающим образом влияют их химический состав, физические свойства и термическая обработка перед сваркой.

Углерод сильно влияет на качество сварного шва. Повышение содержания углерода сказывается на прочности, твердости и вязкости шва. С увеличением содержания углерода в стали сверх 0,3% повышается самозакаливаемость переходной зоны основного металла, и сталь становится более хрупкой. При газовой сварке влияние углерода проявляется значительно меньше, чем при дуговой.

Углеродистые конструкционные стали хорошо свариваются любым способом при содержании до 0,25% С и удовлетворительно при содержании до 0,55% С. Для получения высокого качества сварных швов при электродуговой и газовой сварке этих сталей надо правильно выбирать режим сварки и обеспечивать надежную защиту наплавленного металла от воздействия воздуха.

Конструкционные стали при содержании углерода свыше 0,35% склонны к образованию закалочных трещин при сварке, требуют подогрева и последующей термической обработки. Применение присадочного металла с низким содержанием углерода позволяет избежать закалки шва; прочность шва можно обеспечить легированием металла навариваемого шва марганцем, кремнием и другими элементами в необходимых количествах. Фосфор при содержании более 0,04% повышает хрупкость сварного шва. Сера отрицательно влияет на свариваемость стали, вызывая красноломкость металла вследствие образования легкоплавкой эвтектики, которая располагается между зернами. С увеличением содержания серы (более 0,04%) наблюдается образование трещин особенно при газовой сварке.

Низкоуглеродистые стали сваривают покрытыми электродами при толщине металла от 2 до 40 мм стыковым и угловыми способами сварки. Автоматическую сварку целесообразно применять при толщине от 2 до 50 мм для стыковых и угловых швов преимущественно большой протяженности. При толщине стали от 3 до 10 мм целесообразно применять сварку в защитных газах. При толщине металла от 20 до 1000 мм применяют электрошлаковую сварку. Контактная сварка применяется для тонких листов от 0,001 до 5 мм.