Вольфрамовая проволока

применяют инертные (аргон и гелий) и активные (углекислый газ, водород, кислород и азот) газы, а также их смеси (Аг -\- Не, Ai1 + СОЦ, Аг + 02, С02 + 02 и др.). По отношению к электроду защитный газ можно подавать центрально или сбоку (рис. 37). Сбоку газ подают при больших скоростях сварки плавящимся электродом, когда при центральной защите надежность защиты нарушается из-за обдувания газа неподвижным воздухом. Сквозняки или вететр при сварке, сдувая струю защитного газа, могут резко ухудшить качество сварного шва или соединения. 13 некоторых случаях, особенно при сварке вольфрамовым электродом, для получения необходимых технологических свойств дуги, а также с целью экономии дефицитных и дорогих инертных газов используют защиту двумя концентрическими потоками газа.

Для сварки тугоплавких и активных металлов, часто выполняемой вольфрамовым электродом, для улучшения защиты нагретого и расплавленного металлов от возможного подсоса в зону сварки воздуха используют специальные камеры (сварка в контролируемой атмосфере). Небольшие детали помещают в специальные камеры, откачивают воздух до создания вакуума до 10~* мм рт. ст. и заполняют инертным газом высокой чистоты. Сварку выполняют

Рис. 38. Камера с контролируемой атмосферой для ручной дуговой сварки вольфрамовым электродом:

обратной полярности с вольфрамовым электродом в практике используют ограниченно.

Рис. 39. Асимметрия дуги переменного тока при сварке вольфрамовым электродом и среде аргона; Е/1ст — напряжение источника сварочного тока; Uл — напряженно дуги; Iл — ток дуги

Рас. 40. Сварки н иащитиых газах вольфрамовым электродом погруженной дугой

Рис. 42. Изменение сварочного тока и напряжения при импульсной сварке вольфрамовым электродом (а); /св — сварочный ток; /дсж — ток дежурной дуги; г„ — время паузы; tcn — время сварки (гсв -f- tn = гц — время цикла); швы в плоскости (б) и продольном сечении (в)

Другой разновидностью сварки вольфрамовым электродом является сварка полым вольфрамовым электродом в вакууме (рис. 41). Возбуждение и поддержание дуги в вакууме 10^3 мм рт. ст. представляет определенные трудности, так как тлеющий разряд переходит па стенки камеры. Подача в рассматриваемом способе сварки дозируемого количества газа в полость электрода стабилизирует катодное пятно на внутренней поверхности электрода. Перемещение катода по внутренней полости вызывает разогрев электрода до яркого свечения. При силах тока свыше 50 А дуга представляет собой голубоватый разряд, цилиндрический по форме на всей длине дуги.

Сварка вольфрамовым электродом обычно целесообразна для соединения металла толщиной 0,1—(5 мм. Однако ее можно применять и для больших толщин. Сварку выполняют без присадки, когда шов формируется за счет расплавления кромок, и с допол-. нителытым присадочным металлом, предварительно уложенным в разделку или подаваемым в зону дуги в виде присадочной проволоки. Угловые и стыковые швы во всех пространственных положениях выполняют вручную, полуавтоматически и автоматически.

Для получения качественной сварки, особенно тонколистовых конструкций, следует обеспечивать точную подготовку и сборку кромок прихватками вручную вольфрамовым электродом или в специальных сборочно-сварочттых приспособлениях.

Сущность и техника сварки электрозаклепками. Сварная точка образуется за счет теплоты неподвижной дуги, обеспечивающей сквозное проплавленио верхнего листа и сквозное или частичное проплавлепие нижнего. В зону дуги и сварочной ванны подают защитные газы или их смеси. В отличие от контактной дуговая сварка возможна при одностороннем подходе к месту соединения, что не ограничивает размеры изделия. Сварка электрозаклепок возможна вольфрамовым электродом на углеродистых, коррозионно-стойких сталях и титановых сплавах. Из-за недостаточной очистки поверхности алюминиевых сплавов катодным распылением их сварка этим способом затруднена.

Вольфрамовая проволока в комбинации с молибденовой или в комбинации со сплавом 75% W и 25% Мо используется в качестве термопары для измерения температур от 1200 до 2200°С (фиг. 5).

с галоидной солью; 5 и 6 — термопары; 7 — вольфрамовая проволока;

Медь Вольфрамовая проволока 13-77 21 420 50—220

Рассмотрим прочностные свойства материалов, полученные на базе сапфировых усов (табл. 25). Можно видеть, что прочность композиции ниобий — сапфировые усы в 4 раза выше прочности ниобия. В той же таблице приведены данные по прочности композиции медь — вольфрамовая проволока. И в данном случае прочность получаемого материала достаточно высока.

Рис. 1. Типы реакции в композитах медный сплав — вольфрамовая проволока [29].

Рис. 9. Поры в микроструктуре композита ииобиевый оплав — вольфрамовая проволока после отжига (1590 К, 10 ч).

Йаиболее важное следствие, вытекающее из Сложной природы поверхности раздела, — это кажущаяся стабильность композитов псевдопервого класса. Это явление уже обсуждалось выше и будет рассмотрено далее в других главах книги. Еще один эффект был обнаружен в тех композитных системах, где термодинамическая нестабильность вызывает диффузию через поверхность раздела. При этом часто наблюдается диффузионный небаланс, который приводит к образованию пустот по механизму Киркендалла Однако высокая концентрация несовершенств на поверхност* раздела облегчает зародышеобразование при конденсации вакансий и ускоряет порообразование. Кдяйн и др. [25] наблюдали такие поры в композите ниобиевый сплав — вольфрамовая проволока после 10-часового отжига при 1590 К (рис. 9). На этом рисунке ясно видно зарождение пор вдоль исходного положения поверхности раздела.

Определенный успех в достижении химического дисконтинуума обеспечило сочетание матрицы с упрочнителем, практически не растворимым в расплавленном материале матрицы. Первой и основной системой такого рода, вероятно, является система медь — вольфрамовая проволока (рис. 2). Как и в случае ориентированных эвтектических композитов, свобода выбора материалов компонентов для композитов такого типа мала, поскольку лишь определенные их сочетания обеспечивают -небольшую растворимость

Рис. 2. Микроструктура поперечного сечения композита медь — вольфрамовая проволока после пропитки расплавом при 1517 К; реакция на поверхности раздела не происходит.

'Типичное распределение остаточных напряжений в композите вольфрамовая проволока — медь с малой объемной долей упрбч-

вольфрамовая проволока при продольном растяжении IB условиях температуры