Свариваемость материалов

Холодной сваркой сваривают металлы и сплавы толщиной 0,2— 15 мм. Удельные усилия, зависящие от состава и толщины свариваемого материала, в среднем составляют 150—1000 МПа.

3. Подобрать по толщине свариваемого материала диаметр электрода, а по диаметру электрода силы сварочного тока (табл. 5).

При применении лазерной сварки прочность сварных соединений (ширина шва составляет несколько миллиметров) достигает уровня прочности свариваемого материала. Осуществляется автоматическая лазерная сварка кузовов автомобилей, сварка листов титана и алюминия на судостроительных верфях, сварка газопроводов. На ПО ЗИЛ при помощи лазеров на СОа про-

Предел выносливости свариваемого материала по выражению (1.13):

Окисляемость металла при сварке определяется химическими свойствами свариваемого материала. Чем химически активнее металл, тем больше его склонность к окислению и тем выше должно быть качеству защиты при сварке. К наиболее активным металлам, легко окисляющимся при сварке, относятся титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам. При их сварке необходимо защищать от взаимодействия с воздухом не только расплавленный металл, но и прилегающий к сварочной ванне основной металл и остывающий шов с наружной стороны. Наилучшее качество защиты обеспечивают высокий вакуум и инертный газ высокой чистоты.

Чувствительность металла к тепловому воздействию сварки является одним из главных показателей свариваемости. В сварном соединении под действием термического цикла сварки происходят рост зерна, структурные и фазовые превращения в шве и зоне термического влияния, изменение прочностных и пластических свойств. Как правило, чем выше прочность свариваемого материала и больше степень его легирования, тем чувствительнее материал к термическому циклу сварки и сложнее технология его сварки.

Поперечные колебательные движения конца электрода определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала, навыком сварщика (рис, 38). Для широких швов, получаемых с поперечными колебаниями &=; = (l,5-=-5)de.

Аргонодуговой сваркой выполняют швы стыковых, тавровых и угловых соединений. При толщине листа до 2,5 мм целесообразно производить сварку с отбортовкой кромок, при малой величине зазора (0,1—0,5 мм) можно сваривать тонколистовой металл толщиной от 0,4 до 4 мм без разделки кромок. Допустимый зазор тем меньше, чем меньше толщина свариваемого материала. Листы толщиной более 4 мм сваривают встык с разделкой, при этом допустимый зазор должен быть не более 1,0 мм.

В зависимости от свариваемого материала, его толщины и типа изделия v выбирают следующие основные параметры режима сварки: мощность сварочного пламени, вид пламени, марку и диаметр присадочной проволоки, способ и технику сварки. Тепловую мощность сварочного пламени определяют расходом ацетилена, проходящего за один час через горелку. Она регулируется сменными наконечниками горелки (номером наконечника). Мощность определяют по эмпирической формуле Qa—AS, где Qa — расход ацетилена, дм3; S — толщина металла, мм; А — коэффициент, определяемый опытным путем,

Первую группу явлений, которую рассматривает теория сварочных процессов, составляют физические, механические и химические явления, происходящие при подготовке свариваемого материала к образованию прочных связей между отдельными частями свариваемой детали. В большинстве случаев это явления, связанные с преобразованием различных видов энергии в тепловую. Металл, будучи нагрет и расплавлен, способен образовывать сварное соединение. Чаще всего при сварке для нагрева металла используют электрическую энергию. Но имеется много способов сварки, в которых используют энергию, выделяющуюся при горении газов, лучевую энергию, механическую, а также их сочетание. Описание физико-химических процессов, лежащих в основе этих способов, дается в разд. I «Источники энергии при сварке».

Для пластичных материалов возможна деформация в холодном состоянии (холодная сварка), при увеличении свариваемых сечений и повышении прочности свариваемого материала (сталь) для уменьшения усилий деформирования и повышения пластичности материала его предварительно подогревают (кузнечная сварка).

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 и плохо сваривающиеся. Многие разнородные материалы, особенно металлы с неметаллами, не вступают во взаимодействие друг с другом. Такие материалы относятся к числу практически несваривающихся.

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. Этому случаю соответствует хорошая свариваемость материалов. При сварке разнородных материалоз в зависимости от различия их физико-химических свойств в месте соединения образуется твердый раствор с решеткой одного из материалов либо химическое или интерметаллидное соединение с решеткой, резко отличающейся от решеток исходных материалов. Механические и физические свойства твердых растворов, особенно химических или интерметаллидных соединений, могут значительно отличаться от свойств соединяемых материалов. Такие материалы относятся к удовлетворительно сваривающимся. Если образуются хрупкие и твердые структурные составляющие в сварном соединении, то в условиях действия сварочных напряжений возможно возникновение трещин в шве или околошовной зоне. В последнем случае материалы относятся к категории плохо сваривающихся.

Для сварных гибких колес следует учитывать свариваемость материалов (предпочтительные стали марок 12Х18Н10Т, ЗОХГСА).

процесса значительно больше. Сварка позволяет соединять детали сложной формы, обеспечивает сравнительно бесшумный технологический процесс и герметичность соединений. В настоящее время сваривают детали, изготовленные из черных, многих цветных металлов, а также из пластмасс. Свариваемость материалов характеризуется их склонностью к образованию трещин при сварке и механическими свойствами соединения. Хорошей свариваемостью обладают низкоуглеродистые стали, плохой — высокоуглеродистые стали и чугуны.

плуатации сварного изделия. Если стремления выбрать материал с наилучшими эксплуатационными характеристиками и хорошей свариваемостью вступают в противоречие, то следует выбрать компромиссный вариант с возможно меньшей стоимостью материала. Необходимо также помнить, что термообработка до или после сварки и нагрев перед сваркой могут существенно улучшить свариваемость материалов.

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, идентич-• ная или близкая структуре соединяемых заготовок. Прочность соединения определяется внутрикристаллическими связями, и свариваемость оценивается как хорошая или удовлетворительная.

2. Чем характеризуется свариваемость материалов?

При наплавке между покрытием и основой образуется металлическая связь, поэтому особое значение имеет свариваемость материалов, которая определяется как свойство создавать прочное сварное соединение без трещин, пор и других дефектов.

Сварка и сварочные материалы (в 3-х т.): Т. 1. Свариваемость материалов / Под ред. Э. Л. Макарова.—М.: Металлургия, 1991.

Следовательно, свариваемость зависит, с одной стороны, от материала, технологии сварки, конструктивного оформления соединений, а с другой — от требуемых эксплуатационных свойств сварной конструкции. Если эти требования удовлетворяются, то свариваемость материалов считается достаточной. Если не обеспечивается минимальный уровень хотя бы одного из эксплуатационных свойств сварного соединения, то она считается недостаточной. При этом свариваемость одного и того же материала может быть оценена как достаточная или недостаточная в зависимости от назначения изделия. >-,_.