МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПОВЕДЕНИЕ ПРИ СВАРКЕ

Сварка разнородных цветных металлов и сплавов

21.3.1. Сварка алюминия и его сплавов с медью

Основной проблемой сварки является различие в теплофизических, химических и механических свой­ствах алюминия и меди, их ограниченной взаимной ра­створимости и в образовании в процессе охлаждения и кристаллизации соединения хрупких интерметаллидных фаз типа CuAl2, способствующих образованию горячих трещин в шве. Сварка выполняется после гальваничес­кого нанесения на медную кромку цинкового покрытия толщиной 50—60 мкм.

Сварку плавлением осуществляют аргонодуговым способом или под флюсом. В качестве электродного материала используют проволоки из алюминия или его сплавов (СвА1, СвАК5, СвАМг).

При аргонодуговой сварке дугу смещают на более теплопроводный металл (медь) на 0,5 толщины свари­ваемого металла. При этом со стороны меди образуется прослойка интерметаллидов толщиной 3—10 мкм, а со стороны алюминия — такой же ширины полоска твер­дого раствора меди в алюминии. Интерметаллидная прослойка обусловливает некоторое снижение пластич­ности и возможность образования трещин в соедине­нии. Подавление роста интерметаллидной прослойки с помощью легирования шва 4—5% Si и 6—8% Zn за счет присадки улучшает пластические свойства соединения, снижая трещинообразование. При сварке встык медную кромку скашивают под углом 45—60°, что обеспечивает повышенную статическую прочность соединения.

Сварка под флюсом применяется при толщинах со­единяемых элементов S = 8—20 мм с использованием проволоки СвА97 и флюса АН - А1. При сварке электро­дная проволока смещается на медь на 5—7 мм. Предел прочности сварного соединения равен пределу прочно­сти алюминия (ов= 70—100 МПа).

21.3.2. Сварка алюминия и его сплавов с титаном

Обязательным условием получения качественного сварного соединения является предварительное покры­тие кромки из титана чистым алюминием (алитирова - ние), что уменьшает время образования соединения, снижает период ретардации и количество интерметал - лидов по линии сплавления и не вызывает ощутимого охрупчивания шва. После алитирования на титановую кромку дополнительно наплавляют слой чистого алю­миния (толщина 5—8 мм). Затем осуществляют аргоно­дуговую сварку W - электродом на режимах, характерных для соединения алюминия. Наиболее часто сваривают тонколистовые соединения из титановых сплавов марок ОТ4, ВТ5 с алюминиевыми сплавами АМгб, АМц, АД1. Прочность соединений составляет о„= 110—270 МПа, а пластичность, измеряемая углом загиба, примерно равна а = 17—30°.

21.3.3. Сварка меди и ее сплавов с титаном, ниобием, молибденом и танталом

Проблемой свариваемости для указанных пар метал­лов являются различия в их физических и химических

Глава 21. Сварка разнородных металлов

свойствах, как правило, приводящих к повышенному образованию хрупких интерметаллидов, в основном, по линии сплавления. Существенно усложняет сваривае­мость металлов их высокая химическая активность по отношению к газам. Применение промежуточных вста­вок из специально выплавленного сплава титана, леги­рованного Мо, Nb, Та, снижающих температуру поли­морфных а <-» ^-превращений и улучшающих взаимную растворимость компонентов, обеспечивает получение в шве достаточно однородного титанового сплава со ста­бильной (3-фазой. Состав одной из рекомендуемых вста­вок: Ti+30% Nb. Практически используется только ар­гонодуговая сварка W-электродом или сварка в камерах с контролируемой атмосферой с присадкой из медных проволок. При соединении меди марки М3 или бронзы БрХ0,8 с титановым сплавом ВТ5 удается обеспечить прочность соединения ав = 220—280 МПа.

Подробнее вопросы сварки меди с ниобием, молиб­деном, танталом, а также ниобия с молибденом и при­менения биметаллов для получения разнородных соеди­нений освещены в работах [7, 15, 18].