Разнородных соединений

Поэтому при сварке разнородных сталей необходимо учитывать дополнительные факторы, от которых зависит выбор основного и присадочного металлов и работоспособность сварного соединения: изменение состава шва в участках, примыкающих к основному металлу; образование в зоне сплавления разнородных материалов (линия сплавления и примыкающие к пей участки металла основного и шва) малопрочных и непластичпых кристаллизационных и деформационных прослоек переменного состава;

Многослойная стенка. Формулой (8.10) можно пользоваться и для расчета теплового потока через стенку, состоящую из нескольких плотно прилегающих друг к другу слоев разнородных материалов (рис. 8.3), например кирпичную стенку здания, покрытую слоем штукатурки, краски и т. д. Термическое сопротивление такой стенки равно сумме термических сопротивлений отдельных слоев:

Под композиционным материалом следует понимать сочетание двух или более химически разнородных материалов с четкой границей раздела между ними. Композиционный материал должен обладать свойствами, которыми не может обладать ни один из компонентов в отдельности. Лишь только при этом условии есть смысл их применения.

Сварку взрывом используют при изготовлении заготовок для проката биметалла, плакирования поверхностей конструкционных сталей металлами и сплавами с особыми физическими и химическими свойствами, при сварке заготовок из разнородных материалов, Целесообразно сочетание сварки взрывом со штамповкой и ковкой»

Развитие машиностроения, а также задача повышения надежности и качества выпускаемых изделий потребовали создания новых конструкционных материалов. Композиционные материалы применяют во всех отраслях промышленности. В широком смысле практически всякий современный материал представляет собой композицию, поскольку материалы редко используются в чистом виде. На современном этапе понятие композиционного материала должно удовлетворять следующим критериям: композиция должна представлять собой сочетание хотя бы двух химически разнородных материалов с четкой границей раздела между этими компонентами (фазами); композиция должна характеризоваться свойствами, которых не имеет никакой из ее компонентов в отдельности.

Резьбы винтов для дерева или других малопрочных материалов (см. рис. 1.4, в). Конструкция этих резьб обеспечивает равнопроч-ность резьбы в деталях из разнородных материалов. Например, для резьбы деревянной детали расчетным размером на срез является р, а для резьбы металлического винта р'. При этом р>р''.

ния заклепок и соединяемых деталей были равными или близкими. В противном случае при колебаниях температуры в соединении появляются температурные напряжения. Особую опасность представляет сочетание разнородных материалов, которые способны образовывать гальванические пары. Гальванические токи быстро разрушают соединение. Такое явление наблюдается в химической промышленности и судостроении. Поэтому для скрепления алюминиевых деталей применяют алюминиевые заклепки, для медных — медные.

К преимуществам клеевых соединений по сравнению с заклепочными, сварными, болтовыми и другими видами соединений относятся возможность соединения разнородных материалов, более равномерное распределение напряжений в соединениях, повышенная сопротивляемость вибрационным нагрузкам, возможность изготовления облегченных деталей и конструкций из тонких листов, исключение операций изготовления отверстий под механические крепления и соответственно упрощение и ускорение процессов сборки, большая прочность клееных конструкций, снижение веса изделий, получение клееных изделий с ровной и гладкой внешней поверхностью, исключение ослабления связываемых элементов отверстиями, герметичность соединений, получение коррозионностойких соединений, получение выгодных по прочности и весу многослойных конструкций с заполнителями, их экономичность.

После оплавления стык сжимают гидравлическим прессом (эск. ч). Сварку оплавлением применяют для соединения деталей больших сечений, а также деталей из разнородных материалов.

Способ конденсаторно.й сварки с импульсным разрядом не требует применения флюса и допускает соединение деталей из разнородных материалов.

Заклепочные соединения применяют для соединения трудносвариваемых металлов и разнородных материалов; в конструкциях, подверженных действию вибрационных и ударных нагрузок; для соединения нескольких деталей в один пакет. В приборостроении заклепочные соединения применяют чаще, чем в машиностроении.

для разнородных соединений сталей перлитного класса с пысокохромистымп

Остановимся более подробно на закономерностях распределения касательных напряжений на границе раздела разнородных соединений Тд-у, так как они определяют специфику контактного упрочнения мягких прослоек. Результаты расчетов для случая нагружения соединений показали, что и в этих условиях касательные напряжения г* не достигают своего предельного значения kc (п). Данная критериальная величина, вытекающая из теории М.М. Филоненко-Бородича /89/ и соответствующая предельным значениям касательных напряжений, действующих на площадках скольжения материала, направление которых определяется соотношением действующих напряжений п /92/, может быть подсчитана по формуле:

Остановимся более подробно на закономерностях распределения касательных напряжений на границе раздела разнородных соединений т^у, так как они определяют специфику контактного упрочнения мягких прослоек. Результаты расчетов для случая нагружения соединений показали, что и в этих условиях касательные напряжения т* не достигают своего предельного значения kc (и). Данная критериальная величина, вытекающая из теории М.М. Филоненко-Бородача /89/ и соответствующая предельным значениям касательных напряжений, действующих на площадках скольжения материала, направление которых определяется соотношением действующих напряжений я /92/, может быть подсчитана по формуле:

При изготовлении из перлитных сталей плакированных сварных трубопроводов с малым внутренним диаметром (300—350 мм) возникают трудности из-за невозможности сварки плакирующего слоя с внутренней стороны. Вариант сварки с применением соответствующих перлитных присадочных материалов для выполнения швов на основной части трубы с последующей подваркой плакировки аусте-нитными электродами в данном случае неприемлем. Поэтому для сварки плакированных труб относительно малых диаметров применяется трудоемкая технология, которую используют при сварке разнородных соединений из сталей перлитного и аустенитного классов [1].

Сварные соединения, в том числе соединения, составленные из разнородных материалов, являются основными элементами конструкций атомных энергетических реакторов типа ВВЭР. Примером тому могут служить и рассмотренные выше элементы корпуса реактора - патрубковая зона (см. рис. 5.2) и обечайка активной зоны, поперечное сечение которой приведено на рис. 5.6, соединенные между собой с другими элементами корпуса сварными швами. Корпус парогенератора ПГВ-440, изготовленный из стали перлитного класса, с приваренными к нему коллекторами из нержавеющей стали — другой пример разнородных соединений, составленных из трех различных материалов.

Одновременно с разработкой керамических флюсов для сварки конкретных сталей изучалась свариваемость этих сталей и разрабатывалась технология сварки (К. К. Хренов, В. И. Дятлов, М. Н. Гапчен-ко, Д. М. Кушнерев, Н. И. Коперсак, И. А. Шостак). Так, разработана технология сварки малоуглеродистых, низколегированных, хладостойких, высокопрочных, жаропрочных, высоколегированных, нержавеющих сталей и сплавов, а также разнородных соединений из них.

Сварка разнородных соединений. В теплообменных аппаратах ядерных установок проточную часть, непосредственно контактирующую с агрессивной средой, целесообразно выполнять из аустенитных нержавеющих сталей, а несущую — из дешевых перлитных сталей. В химических аппаратах и ядерных реакторах широко применяют биметаллический прокат с относительно тонкой облицовкой (плакирующий слой) из нержавеющей аустенитной стали и основным слоем, воспринимающим рабочую нагрузку, из перлитной стали.

Применение разнородных соединений способствует не только уменьшению расхода легированных сталей, но и позволяет повысить прочность конструкции. При использовании сварных соединений разнородных сталей необходимо правильно выбирать сварочные материалы, изучать структуру и свойства зоны сплавления, оценивать напряженное состояние конструкции и ее поведение в эксплуатации.

Установлено, что более стабильные свойства металла шва при сварке разнородных соединений получаются при минимальном проплавлении основного металла. Для этого сварку ведут при минимальном токе и умеренных скоростях. Автоматическую сварку под слоем флюса (для обеспечения минимального проплавления основного металла) можно вести, например, расщепленным или ленточным электродами.

Одной из основных причин снижения эксплуатационной надежности разнородных сварных соединений является хрупкое разрушение в зоне сплавления. Для предупреждения этого явления рекомендуется применять сварочные материалы с повышенным запасом аустенитности, лучше всего электроды на никелевой основе. Образование и развитие в зоне сплавления переходных прослоек, появляющихся в результате диффузии углерода из малолегированного основного металла в аустенитный шов при сварке, термообработке и эксплуатации конструкции в условиях высоких температур, также может способствовать снижению прочности разнородных соединений. Переходные прослойки в виде обезуглероженной зоны крупных зерен феррита со стороны малолегированного металла и высокотвердой прослойки со стороны аустенитного шва образуются, начиная с температуры 420— 450° С и наибольшей толщины достигают во время выдержки при температуре 800—850° С.

Рекомендации по выбору марок сталей, сварочных материалов и режимам термообработки разнородных соединений приведены в табл. 14 [791.