СВАРКА РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

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 условиях постоянного и переменного погружения в морскую воду, в условиях морской атмосферы и др.

Исследованиями было выявлено влияние меди, цинка и железа на коррозию алюминия, находящегося с ними в контакте. Испытания проводились в камерах с различными средами: во влажной атмосфере, в морской атмосфере, в атмосфере влажных промышленных газов (С02 й S02). При испытаниях алюминий соединяли с другими металлами с помощью алюминиевых болтов, выдерживая при закреп­лении одинаковые давления. Как показал автор, контакт алюминия с цинк — алюминием, углеродистой сталью» ’и фералюминием во всех средах дает уменьшение коррозии алюминия или только незначительное увеличение ее.

Бельчук Г. А. определил, что коррозионная стойкость сварных композитных соединений из алюминиевого сплава и оцинкованной стали в синтетической морской воде до­статочно высокая.

В. П. Ситалов, Раздуй Ф. И. [35] исследовали стойкость сварных соединений АМгб — Ст4, сваренных через биметал­лические вставки, и сделали вывод, что коррозионная стой­кость соединений вполне удовлетворительна. Сварные швы как со стороны стали, так и со стороны алюминиевого сплава не уступают по коррозионной стойкости основному металлу; алюминий подвергается большей коррозии по сравнению со сталью. Механические испытания образцов показали неиз­менность прочностных свойств до и после коррозионных ис­следований. На основании исследований была предложена следующая схема лакокрасочных покрытий для защиты конструкций от коррозионных разрушений: грунт ВЛ —- 02— один слой, краска ЗП— 71 — четыре слоя, сварные швы и биметаллические вставки покрывались герметиком

У-ЗОМ-ЭС-5.

В лабораторных условиях было проведено исследование коррозионной стойкости в синтетической морской воде сварных соединений алюминий — сталь с эмалевыми покры­тиями. Перед сваркой на кромки пластин СтЗ наносили двой­ное гальваническое покрытие — слой меди толщиной 5— 6 мкм, затем слой цинка толщиной 30—40 мкм. Сварку между стальными пластинами и пластинами сплава АМгЗ производили аргонодуговым методом с применением при­садочной проволоки АДО. На поверхность сварных образцов наносилось пять видов покрытий, основой которых были грунты BJI-02, АГ-10С и ФЛ-03, а также эмали ПХВ-бЭА, ЭП-51. Торцы образцов защищали бакелитовым лаком. Образцы испытывали в аппарате переменного погружения и влажной камере. Наилучшими из опробованных покрытий оказалось покрытие на основе грунта ВЛ-02 — первый слой, второй слой-— грунт АГ-10С, третий слой — грунт АГ ЮС + 2% алюминиевой пудры и затем два слоя эмали ПХВ - бЭА. Осмотр после испытаний показал, что более жесткими являются испытания при переменном погружении. Покры­тия на образцах после выдержки во влажной камере сох­ранились лучше.

В г. Севастополе коррозионная стойкость сварных сое­динений сплавов АМц и АМгб со сталями марок СтЗ и ХЮН ЮТ исследовалась в течение года. Ряд соединений для повышения механических свойств был выполнен при помо­щи присадочных проволок, дополнительно легирующих сварной шов кремнием, цинком и бериллием. Электрохи­мическая гетерогенность поверхности сварных соединений в известной мере уравнивалась применением для сварки проволоки АДО и покрытием поверхности стали марки СтЗ цинком, сталь Х18Н10Т — алитировалась. Часть об­разцов перед испытанием была покрыта лако-красочными покрытиями. Коррозионные испытания проводились при полном и переменном погружении в море и в морской ат­мосфере.

Оценку степени коррозионного воздействия морской воды на соединения проводили по результатам механических ис­следований, проведенных до и после испытаний, визуаль­ному осмотру и по глубине имеющихся коррозионных раз­рушений.

Соединения АМц + СтЗ после испытаний при постоянном и переменном погружении в море и в морской атмосфере показали хорошую коррозионную стойкость. Поверхность сплава АМц слегка потемнела, коррозионные разрушения отсутствовали, поверхность оцинкованной стали СтЗ в от­дельных местах была покрыта продуктами коррозии.

Металлографические исследования показали, что меж - кристаллитная коррозия в отдельных местах после годич­ных испытаний наблюдается только на сплаве АМц; по ли­нии сплавления, шву и по стали разрушений не обнаружено.

Испытания окрашенных (грунт ВЛ-02 — первый слой, краска ПФ-64 — второй слой) сварных образцов соединения АМц + СтЗ в морской атмосфере показало, что лакокра­сочное покрытие имеет хорошую стойкость; покрытие сохра­нилось на всей поверхности. Однако в условиях полного и переменного погружения данный вид покрытия неприменим.

Соединения АМгб + СтЗ при испытаниях в условиях переменного погружения имели редкие точечные продукты коррозии, под которыми поверхность более светлая. На сплаве АМгб наблюдаются точечные разрушения (6—8 на 1 см2, глубина их не превышает 0,3 мм), на сварных швах имеются единичные точечные продукты коррозии.

При полном погружении образцы характеризуются недо­статочной стойкостью. Металлографическими исследования­ми сварных соединений после обеих видов испытаний не было обнаружено межкристаллитной коррозии.

Сварные соединения АМгб + СтЗ, сваренные проволока­ми, легированными кремнием, цинком, бериллием, показали

недостаточную коррозионную стойкость при полном погру­жении в море, интенсивное разрушение шва и наличие меж- кристаллитной коррозии по краю образцов и по линии сплав­ления,

Соединения АМгб + Х18Н10Т при испытании в условиях постоянного погружения в море склонны к щелевой коррозии, так как швы на сплаве АМгб располагаются у мест крепления образцов к кассете, под краской и ре­зиной.

При переменном погружении описанное явление не на­блюдали, отмечены редкие точечные продукты коррозии, под которыми поверхность более светлая.

При обоих методах испытания коррозионные разрушения наблюдали со стороны алюминия, по краям и по шву, Со стороны стали — отдельные места с общими коррозионными разрушениями.

Определение зависимости электродного потенциала от времени производили на образцах сталей, алюминиевых сплавов и их сварных соединений, находящихся в услови­ях полного погружения в морскую воду. После восьми меся­цев испытаний наиболее положительным потенциалом об­ладает сварное соединение АМгб + X18Н10Т и АМгб + СтЗ, При введении в шов легирующих элементов потен­циал резко сдвигается в отрицательную сторону. Сварное соединение АМц + СтЗ характеризуется более отрицатель­ным потенциалом, чем соединение СтЗ + АМгб.

В табл. 36 приведены механические свойства сварных соединений после испытаний в морской воде, Сварные со­единения АМц + СтЗ показали наибольшую коррозионную стойкость в атмосферных условиях, сварные соединения АМгб + Х18Н10Т ■— в условиях переменного погружения в море. Дополнительные легирования металла шва сварных соединений АМгб + СтЗ при испытании в морской воде по­казали значительное ухудшение механических и коррозион­ных свойств, что связано с ухудшением свойств образую­щейся на шве защитной пленки.

Приведенные данные, показывают, что коррозионная стойкость сталеалюминиевых соединений зависит от многих факторов. Учет их в реальных условиях эксплуатации, при­менение надлежащих мер защиты позволит повысить дол­говечность сталеалюминиевых сварных конструкций, Сварные трубчатые биметаллические соединения алю­миний + сталь нашли применение в кислородных регенера­торах вместо стальных труб. Эти соединения сваривались по следующей схеме: на трубы стали X18Н ЮТ, которые при­вариваются к крышке регенератора, при помощи резьбы одеваются переходники из алюминия марки АДО; эти пере­ходники свариваются с алитированной нержавеющей сталью аргонодуговой сваркой с применением проволоки АДО. Другой стороной переходники одеваются на развальцован­ные трубы из сплава АМц, которые заполняют весь регене­ратор. Между переходником и сплавом АМц производи­лась аргонодуговая сварка с присадочным материалом АДО,

Все межтрубное пространство в регенераторе заполнено базальтовой крошкой.

Одновременно со сварными биметаллическими трубами испытывались трубы из сплава АМц и стали Х18Н10Т. Внешний вид сварных образцов после испытаний в промыш­ленной атмосфере не изменился, металлический блеск со­хранился, разрушений на них не наблюдалось.

Образцы после испытаний в клапанной коробке кисло­родного регенератора сохранили металлический блеск, раз­рушений на поверхности не наблюдалось. До и после ис­пытаний образцы взвешивались; рассчитанные скорости коррозии показали, что данные соединения совершенно устойчивы в атмосферных условиях.

Со всех образцов после испытаний были вырезаны и из­готовлены микрошлифы. Шлифы вырезались из сварных со­единений в местах сварки переходника с трубкой сплава АМц и соединения переходника с трубкой стали Х18Н10Т. Кор­розионных разрушений на шлифах не обнаружено. По краю металла алюминия и по линии сварки переходника сплава АД1 с трубкой из металла АМц после всех видов испы­таний разрушений не обнаружено. На резьбовом соединении трубки стали Х18Н ЮТ с переходником АДО линия чистая, без изменений и разрушений. Разрушений не наблюдалось и на шве, между алитированной сталью и переходником АДО. Были обнаружены разрушения в виде тонких трещин на развальцованной поверхности трубки АМц и по линии со­единения ее с переходником из АДО.

Биметаллические сварные трубчатые соединения при­годны для изготовления криогенных установок. Они не подверглись коррозионным разрушениям после всех видов испытаний.