ТЕОРИЯ сварочных процессов

Физическая и технологическая свариваемость

В сварочной практике используют понятия физической и тех­нологической свариваемости. Физическая свариваемость характе­ризует принципиальную возможность получения монолитных сварных соединений и главным образом относится к разнородным материалам.

Физическая свариваемость материалов зависит от степени их растворимости друг в друге в жидком и твердом состояниях. Ма­териалы, нерастворимые в жидком состоянии, не способны обра­зовывать монолитные соединения, т. е. не обладают физической свариваемостью, например железо и свинец и некоторые другие металлы. Материалы, растворимые в жидком состоянии, имеют различную степень свариваемости в зависимости от степени рас­творимости в твердом состоянии, которая в первом приближении определяется относительной разницей радиусов их атомов

AR = (RA-RB)/RA,

где Ra и Rb - радиусы атомов элементов А (растворителя) и В (растворимого).

Приняты три степени свариваемости:

1) хорошая (AR <15 %) - полная растворимость в твердом со­стоянии, т. е. в соединении образуются твердые растворы, имею­щие прочные внутрикристаллические и межфазные связи (железо и никель, железо и хром и др.);

2) удовлетворительная (15 % < АЛ < ЗО %) - ограниченная рас­творимость в твердом состоянии, т. е. в соединении образуются твердые растворы и хрупкие интерметаллидные соединения, имеющие ослабленные внутрикристаллические и межфазные связи (железо и титан, железо и медь и др.);

3) плохая (АЛ >30 %) - материалы нерастворимы в твердом состоянии, т. е. кристаллические соединения не образуются, име­ют место слабые межфазные связи (железо и алюминий, железо и магний и др.).

Технологическая свариваемость рассматривается как свойство материалов, характеризующее их реакцию на сварочный термоде­формационный цикл. Степень этой реакции оценивают по отно­шению отдельных механических свойств металла сварных соеди­нений к одноименным свойствам основного металла (например, твердости, ударной вязкости и др.).

В этом случае понятие технологической свариваемости, или просто свариваемости, часто используют в практике для относи­тельной сравнительной оценки существующих и разрабатываемых новых материалов без их прямой привязки к конкретному виду сварных изделий.

В настоящее время получил широкое применение прикладной аспект понятия свариваемости материалов, учитывающий назначе­ние изготовленных из них сварных конструкций. Соответствующее определение понятия свариваемости дано в ГОСТ 26001-84: «Свариваемость - свойство металлов или сочетания металлов об­разовывать при установленной технологии сварки соединение, от­вечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуа­тацией изделий».

Согласно этому определению свариваемость зависит, с одной стороны, от материала, технологии сварки, конструктивного оформления соединения, с другой - от требуемых эксплуатацион­ных свойств сварной конструкции, которые определяются предъ­являемыми к ней техническими требованиями. Это может быть одно свойство или комплекс свойств в зависимости от назначения сварной конструкции.