Технологии сварки. Сварка разнородных цветных металлов
Оптимальные эксплуатационные свойства ряда конструкций можно получить,
применяя составные комбинированные узлы из разнородных металлов. В этом
случае наиболее полно реализуются преимущества каждого из них и
экономятся цветные металлы. Естественно, сварка разнородных металлов
представляет более сложную задачу, чем сварка однородных.
Количество относительно легкосвариваемых сочетаний разнородных металлов
весьма ограничено. К числу таких сочетаний относятся композиции
металлов, дающих полную или достаточно широкую область взаимной
растворимости в твердом состоянии, например, медь — железо, титан —
ванадий, алюминий — серебро. Между тем уже сейчас необходимо сваривать
HYPERLINK “http://www.svarkainfo.ru/rus/lib/tech/tsal/” алюминий и его
сплавы со сталью, титаном, медью; титан, ниобий, цирконий и его сплавы
— со сталью и другими металлами.
Сварка алюминия со сталью находит применение в судостроении и других
отраслях промышленности; палубные надстройки длиной в несколько десятков
метров состоят из алюминиевого сплава АМг5, а корпус судна — из стали.
Ряд деталей — трубы, трапы, мачты, леера изготовляют из алюминиевых
сплавов и крепят к стальному корпусу. Сталеалюминиевые конструкции можно
изготовлять, применяя прокладки-переходники из биметалла сталь—алюминий
(или сплава алюминия). По известным технологическим процессам сваривают
однородные металлы, например, алюминий с алюминиевой плакировкой
биметалла и сталь со стальным слоем биметалла.
Таким способом можно соединять разнородные металлы встык, в тавр, в угол
и внахлестку. Режимы сварки однородных металлов выбирают исходя из
минимальной погонной энергии, чтобы обеспечить непродолжительный
разогрев места контакта сталь—алюминий в биметалле. В случае перегрева
данного места происходит интенсивное взаимодействие алюминия со сталью с
образованием хрупких интерметаллидов.
Более сложно осуществлять сварку плавлением алюминия и его сплавов со
сталью без биметалла. Непосредственная сварка алюминия со сталью, как
правило, не дает положительных результатов. Шов получается хрупким
вследствие образования интерметаллидов и большого различия
физико-химических свойств соединяемых металлов. Удовлетворительное
соединение алюминия со сталью возможно с применением цинкового покрытия.
Наличие цинка на поверхности стали улучшает растекание алюминиевой
присадки. Слой цинка толщиной до 30 мм предварительно наносят на сталь
гальванически или горячим погружением.
?
?
??????a
???????a?. При испытании на разрыв образцы разрушаются хрупко по
цинковому покрытию, в изломе часто наблюдаются поры. Наличие цинка на
поверхности стали не исключает образования значительной
интерметаллической прослойки между сталью и алюминием в результате их
взаимодействия в условиях сварки.
Лучшие результаты получаются при нанесении на сталь комбинированного
медно-цинкового или никель-медь-цинкового покрытия. Отличительной чертой
техники выполнения стыковых и нахлесточных сталеалюминиевых соединений
является необходимость точного ведения дуги в течение всего процесса
сварки по кромке алюминиевого листа на расстоянии приблизительно 1—2 мм
от линии стыка. Присадочную алюминиевую проволоку подают либо по линии
стыка, либо немного смещенной в ванночку. При смещении дуги в сторону
стали возрастает опасность оплавления последней. При избыточном смещении
дуги в противоположную сторону возможно несплавление соединяемых
металлов. В сущности, описанное соединение стали с алюминием является
сваркой-пайкой. Для алюминия оно является сваркой, а для стали —
HYPERLINK “http://www.svarkainfo.ru/rus/technology/payka/” пайкой .
В случае необходимости соединения коррозионностойкой стали, например
0Х18Н10Т, с алюминиевым сплавом техника подготовки поверхности металла
усложняется. На сталь наносят слой алюминия. Свариваемое изделие
алитируют (покрывают алюминием) в расплаве алюминия А85. Техника сварки
сохраняется та же, что и при сварке углеродистой стали с алюминием.
Временное сопротивление сварных соединений стали 0Х18Н10Т с алюминиевым
сплавом АМц находится на уровне временного сопротивления сплава в
отожженном состоянии (11—12 кгс/мм2). Для сплава АМгб временное
сопротивление соединения составляет 30—32 кгс/мм2.
Сварка плавлением алюминия с медью представляет сложную задачу.
Достаточно наличия 4—-5% Сu в алюминии, чтобы в металле шва появились
горячие трещины. При более высоком содержании меди (6—8% и выше) горячие
трещины исчезают, а металл шва становится малопластичным, появляются
холодные трещины. Для предупреждения трещин необходимо предотвратить
образование хрупкой составляющей и максимально ограничить поступление в
шов меди. Достигается это путем придания медной кромке формы,
соответствующей изотерме плавления основного металла, а также
электролитическим покрытием кромки меди оловом, цинком или серебром,
препятствующим непосредственному взаимодействию меди с алюминием. Кроме
того, обеспечивается хорошее смачивание твердой меди жидким алюминием.
Технология и техника сварки алюминия с медью такие же, как и при сварке
алюминия со сталью. Соединения алюминия с медью обладают хорошей
электропроводностью, их прочность близка к прочности алюминия.
Источник: Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением.
Под ред. акад. Б.Е. Патона. М., Машиностроение, 1974
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
