СВАРКА РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

ДИФФУЗИОННАЯ СВАРКА

Диффузионная сварка в вакууме, разработанная Н. Ф. Казаковым, получила широкое распространение. В ре­зультате продолжительного нагрева в вакууме со степенью

сальности этого процесса. Следует иметь также в ви­ду, что при диффузионной сварке ряда сочетаний ме­таллов требуется подавлять прохождение диффузии во избежание образования толстого слоя хрупких ин - 2030 40 50 терметаллических соедине-

разрежения 0,133—0,00133 Па, а иногда в контролируемой среде (например в водороде) при сварке удается получить соединения с относительно небольшой микропластической деформацией при умеренной температуре. Благодаря этому сравнительно мало изменяются свойства соединяемых де­талей, что часто делает применение диффузионной сварки особенно целесообразным.

Имеется ряд данных по диффузионной сварке разнород­ных металлов, которые свидетельствуют о большой универ-

•ч

*7

ІІК

г

о-"*

V 1

1

jj

2

2L....

3

/ 25 10 15 20

Дли

Рис. 8. Прочность соединений алю­миния АДО со сталью Х18Н10Т в зависимости от длительности свар­ки для различных температур и давлений:

Д/іительность соарт, ЩН г„ лг

/—500° С, 0,75 • 10~7 Н/м», 2—550° С*

0,5 • 10“7 Н/мг; 3 — 575° С,0.5 • 10~*7 Н/м*.

нии. К таким сочетаниям металлов относятся титан— сталь, сталь — алюминий и др. По сути дела качествен­ное соединение здесь может быть получено при отсутст­вии заметной диффузии. При сварке разнород­ных металлов и сплавов часто наблюдается экстре­мальный характер зависимости скорости образования интерметаллидов от температуры и времени. Это особен­но характерно для такой пары, как алюминий — сталь. Были проведены многочисленные исследования указанных сочетаний при использовании как различных марок ста­лей, так и алюминиевых сплавов.

Результаты механических испытаний соединений алюми­ния АДО со сталью Х18Н10Т приведены на рис. 8. Образцы (диаметром 25-^32 мм) сваривали на лабораторной установ­

ке при разрежении в рабочей камере 0,133—0,0665 Па, Нагрев образцов в интервале 500—575° С осуществляли токами высокой частоты (60—74 кГц). Продолжительность сварки изменяли от 1 мин до 1 ч.

Анализ кинетических кривых роста прочности соедине­ния стали Х18Н10Т с алюминием АДО показывает, что для получения максимальной прочности при различных тем­пературах требуется разная продолжительность сварки, При температуре сварки 500° С прочность соединения повы­шается при выдержке около 30 мин. При увеличении времени сварки от 30 до 120 мин прочность соединения практически не изменяется.

При температурах сварки 550 и 575° С максимальная прочность соединения достигается соответственно через 10 и 5 мин. Разрушение образцов при испытании происходит по алюминию. Кинетические кривые при всех изученных температурах имеют ярко выраженный максимум. После достижения максимальной прочности наблюдается срав­нительно быстрое ее снижение.

Металлографический анализ шлифов показал, что при сварке на режимах, обеспечивающих максимальную проч­ность соединения, переходная зона однородна и имеет ши­рину 4—бмкм с твердостью 50—140* 10~7 Н/м2. При сварке на режимах, превышающих оптимальные, т. е. когда на кинетических кривых наблюдается резкий спад прочности, в зоне соединения появляется слой интерметаллидов в виде белой полосы с твердостью 700—900 • 10~7 Н/м2.

Большой интерес представляет анализ влияния добавок Mg, Si и Си на прочность соединения алюминия со сталью. Серийные алюминиевые сплавы, как правило, являются многокомпонентными и мало пригодны для такого иссле­дования. Поэтому для экспериментов использовали опытные двойные сплавы систем А1 — Mg, А1 — Si, А1 — Mn, А1—Си.

Наличие магния в алюминии отрицательно влияет на свариваемость: с увеличением содержания магния в алюми­нии прочность соединения резко снижается, При времени
сварки 20 мин и температуре 525° С прочность соединения чистого алюминия АДО со сталью составляет 9,0 X X 10~7 Н/м2, а сплава алюминия с 2,2% Mg—2,5 х X 10“7 Н/м2. С увеличением времени сварки до 60 мин отрицательное влияние магния на прочность сказывается еще более значительно (прочность оказывается практиче­ски равной нулю). Сравни­тельное исследование кинети­ки роста интерметаллидной прослойки в этом случае по­казало, что с введением маг­ния в алюминий скорость рос­та прослойки существенно возрастает (рис. 9). Таким крайне отрицательным влия­нием магния можно объяснить тот факт, что до настоящего времени не удается получить соединения диффузионной сваркой стали непосредствен­но со сплавом АМгб.

Отрицательное влияние магния можно объяснить сле­дующим образом. С одной стороны, магний следует рас­сматривать как упрочняющую добавку в алюминии. В свя­зи с этим длительность стадии образования фактического контакта со сталью с ростом содержания магния сущест­венно возрастает из-за снижения скорости деформации сплавов.

С другой стороны, присутствие магния в сплаве резко ускоряет процесс образования и роста интерметаллидов в месте соединения.

При диффузионной сварке разнородных металлов с очень резко отличающимися свойствами легко представить слу­чай, когда деформация будет идти целиком за счет более
мягкого металла, а температура нагрева, при сварке в твердом состоянии всегда лежащая ниже солидуса этого металла, окажется недостаточной для заметной термической активации поверхности более тугоплавкого металла. В этом случае, даже при благоприятных термодинамических усло­виях, сварка будет неосуществимой из-за невозможности создания активных центров на поверхности более тугоплав­кого металла ни в результате действия дислокационного механизма, ни вследствие термической активации. Поэтому такие пары металлов, как например, олово и железо, алю­миний и молибден с очень большой разницей температур плавления не удается сварить в твердом состоянии.

Детальный анализ технологических процессов сварки давлением в твердом состоянии [11] показал, что разруше­ние поверхностных окисных пленок является одним из обязательных условий образования соединений с высокими механическими свойствами. Однако при достаточно про­должительном нагреве возможно образование соединения и через окисные пленки, но, как правило, при пониженных пластических свойствах соединения.

СВАРКА РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ АЛЮМИНИЯ С МЕДЬЮ

Сварные соединения алюминий •— медь, алюминий — латунь предназначены для работы в электрических машинах, аппаратах и трансформаторах, которые эксплуатируются в различных атмосферных условиях. Коррозия алюминия при контакте с медными сплавами …

КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ АЛЮМИНИЯ СО СТАЛЬЮ

Исследования электрических параметров не дают полной характеристики биметаллических сварных Соединений. И поэтому наряду с измерением токов, потенциалов и поля­ризаций большое значение для практических целей представ­ляют и исследования коррозионной стойкости в …

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Ю. Эванс [40] приводит данные о количественных по­терях железа в 1%-ном растворе NaCl, находящегося в кон­такте с алюминием: Потери железа равны 9,8 мг, а алюми­ния — 105,9 мг. Цифры показывают, …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.