Технологии сварки

Никелевые сплавы, содержащие 55 % и более Ni, являются важнейшими конструкционными материалами благодаря их высокой коррозионной стойкости, жаростойкости и жаропрочности, достаточной пластичности. Наиболее распространены сплавы Ni с Сu, Cr, Mo, Al, Fe, Ti, Be. Никелевые сплавы условно можно разделить на четыре группы: конструкционные, термоэлектродные, жаростойкие и сплавы с особыми свойствами. К первой группе относятся сплавы на медноникелевой основе (монель, мельхиор, нейзильбер и др.). Их химический состав определяется ГОСТ 492—73. Конструкционные сплавы отличаются повышенными механическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью. Один из наиболее распространенных сплавов этой группы сплав монель НМЖМц-28-2,5-1,5 имеет структуру типа твердого раствора. Предел прочности этого сплава выше 440 МПа, относительное удлинение больше 25%, он хорошо обрабатывается в холодном и горячем состоянии, удовлетворительно сваривается.

Ковкие чугуны (КЧ), которые получают в результате отжига белого чугуна, характеризуются повышенной прочностью, пластичностью и ударной вязкостью вследствие образования при отжиге хлопьевидного графита. Основные преимущества КЧ заключаются в однородности их свойств по сечению, практическом отсутствии напряжений в отливках, высоких механических свойствах и хорошей обрабатываемости.

Чугун обладает небольшой усадкой, примерно в два раза меньшей, чем сталь. Поэтому вероятность образования трещин в случае больших объемов наплавленного металла в виде чугуна уменьшается. Высокое содержание С в сварочной ванне при этом способствует уменьшению количества цементита и ледебурита в зоне сплавления. Отбел наплавленного чугуна исключается при сварке с нагревом изделия до температуры 600— 700 °С.

Особенностью сварки Сu и ее сплавов является склонность швов к образованию горячих трещин. Кислород, сурьма, висмут, сера и свинец образуют с медью легкоплавкие эвтектики, которые скапливаются по границам кристаллитов. Это требует ограничения содержания примесей в меди: O2 — до 0,03, Bi — до 0,003, Sb —до 0,005, Рb —до 0,03% (по массе). Для ответственных конструкций содержание этих примесей должно быть еще ниже: 02≤0,01, Bi≤0,0005, Pb≤0,004 %. Для особо ответственных изделий содержание O2 должно быть значительно ниже — менее 0,003 % (по массе). Содержание S не должно превышать 0,1 % (по массе).

Серебро — химический элемент I В группы Периодической системы Д. И. Менделеева с порядковым номером 47 и атомной массой 107,88. Серебро кристаллизуется в кубической гранецентрированной решетке, полиморфных превращений не испытывает. Серебро обладает наибольшими среди металлов электрической проводимостью, теплопроводностью и отражательной способностью.

Пластмассы широко используются в машиностроении для изготовления сосудов, труб, арматуры и других изделий, работающих в среде агрессивных газов и жидкостей (кислот и пр.). Для этих целей, например, широко применяется винипласт, обладающий достаточной прочностью и твердостью.

Возникновение собственных сварочных деформаций и напряжений обусловлено неравномерным распределением температуры при сварке, фазовыми превращениями, протекающими с изменением удельного объема, и жесткостью свариваемых элементов, препятствующей развитию деформаций. В отличие от тепловых процессов, процессы изменения полей внутренних деформаций и напряжений первого рода при сварке изучены в меньшей степени, и расчеты их, как правило, весьма сложны. В настоящее время инженерные расчеты, разработанные в СССР В. П. Вологдиным, Н. О. Окербломом, Г. А. Николаевым, Н. Н. Рыкалиным, используются главным образом для определения конечных деформаций формоизменения и остаточных напряжений. Наиболее достоверные данные о кинетике изменения внутренних деформаций и напряжений в процессе сварки получены путем экспериментальных исследований на сталях с применением разработанного Н. Н. Прохоровым дифференциального метода определения деформации.

При сварке бериллия методами плавления возникает ряд трудностей, которые ограничивают области их применения. В связи с хрупкостью бериллия и его высокой химической активностью по отношению к примесям-газам швы весьма склонны к образованию пор, холодных и горячих трещин. Дополнительные затруднения создает большая склонность Be к росту зерен при нагреве.

В различных изделиях современной техники характерным является использование значительного числа разнородных по свойствам металлов. Используемые в одном изделии разнородные металлы повышают коррозионную стойкость в различных средах, жесткость и прочность, уменьшают вес изделия, экономят драгоценные и дефицитные металлы.

Дуговая сварка алюминиевых сплавов связана с определенными трудностями вследствие их большого химического сродства к кислороду и склонности к интенсивному поглощению водорода. Возможность получения качественных сварных соединений определяется, в первую очередь, выбором оптимального способа сварки с учетом ряда требований, включающих в себя обеспечение плотности шва, его внешнего вида, производительности и универсальности процесса.

Медь находит самое широкое применение в электронной промышленности как конструкционный материал для изготовления различных узлов приборов. Для нее характерны высокая электро- и теплопроводность, малые газопроницаемость и газовыделение, коррозионная стойкость, немагнитность, высокая пластичность. Медь марок МБ, MB, MBK, Ml является основным материалом для изготовления анодов и анодных блоков, замедляющих систем, вводов энергии магнетронов, клистронов, ламп обратной волны, ламп бегущей волны, мощных генераторных и газоразрядных приборов и др.

Свинец - химически устойчивый материал, широко используемый в химической промышленности для облицовки ванн, сосудов, аппаратов и трубопроводов. Температура плавления свинца низкая (327 °С), при нагревании свинец легко окисляется, покрывается пленкой окиси свинца PbО, имеющей температуру плавления 850 °С.

Сварке подвергаются только так называемые термопластичные пластмассы (термопласты), которые при нагревании становятся пластичными, а после охлаждения принимают первоначальные вид и свойства. Кроме них, существуют термореактивные пластмассы, которые изменяют свои свойства при нагреве. Нагревать пластмассы при сварке следует не выше  температуры их разложения, т. е. в пределах 140—240 °С.