Сварка. Резка. Металлообработка
Сварка  
Резка  
Металлообработка  
Оборудование для сварки, резки, металлообработки
сварка и резка металла металлообработка
Воскресенье, 17.12.2017, 10:48. Вы зашли как Гость
Форум | Главная | Регистрация | Вход | RSS

Профессионально о сварке

Технологии сварки [53]
Сварка различных конструкций [38]
Механизация и автоматизация производства [14]
О сварочном оборудовании в деталях [23]
О сварочных материалах в деталях [18]
Техника безопасности и защита при сварке [24]
Контроль качества сварки [58]
Основы сварки [57]
Сварка в прошлом [14]
Металлы и сплавы [20]
Производители сварочного оборудования [5]
Интересное из мира сварки [12]

Сварка


Пайка. Напыление. Наплавка


Резка


Металлообработка


Справочник


К сведению


Наш опрос

Какая информация на портале Вам наиболее интересна?
Всего ответов: 3541

Наша кнопка

Сварка. Резка. Металлообработка
Получить код кнопки

добавить на Яндекс

Главная » Статьи » Профессионально о сварке » Технологии сварки

Особенности сварки разнородных металлов


Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!


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.

Поэтому одной из проблем сварочного производства является разработка эффективных и надежных технологических процессов качественного соединения разнородных металлов.

Соединение разнородных металлов различными способами сварки плавлением и давлением, а также пайкой достаточно широко освещено в литературе.

Многие сочетания разнородных металлов: медь—алюминий, алюминий—нержавеющая сталь, алюминий—титан, титан—нержавеющая сталь, железо—ниобий и др. имеют ограниченную взаимную растворимость и могут образовывать в зоне сварки хрупкие соединения.

Для непосредственного соединения таких металлов способы сварки плавлением не всегда могут быть использованы, поскольку интенсивно развивающиеся в условиях повышенных температур диффузионные процессы приводят к развитию химической неоднородности и образованию в сварном шве хрупких промежуточных соединений и фаз. В ряде случаев разнородные металлы сваривают плавлением через промежуточный металл, являющийся (при условии совместимости его с каждым из соединяемых металлов) барьерным слоем, исключающим пли ограничивающим развитие химической неоднородности и диффузионных процессов, приводящих к образованию хрупких соединений.

Для некоторых конструкций сварка плавлением разнородных металлов возможна с использованием концентрированных источников тепловой энергии и различных технологических приемов, например образование сварного шва оплавлением импульсным электронным лучом тонкой кромки более легкоплавкого из соединяемых металлов.

В ряде случаев для соединения разнородных металлов эффективна пайка. Однако в ходе этого процесса нельзя контролировать растекание припоя, определяющее качество паяного соединения.

При сварке давлением можно ограничивать неблагоприятные явления, характерные для сварки плавлением, формировать требуемые структуры и свойства материалов в зоне соединения.

При всех способах сварки давлением соединение образуется в результате пластической деформации материала в зоне контакта. В зависимости от температуры сварки в зоне соединения могут развиваться диффузионные процессы, снижающие качество соединений металлов с ограниченной взаимной растворимостью.

Температура в зоне соединения может существенно отличаться от среднемассовой температуры свариваемых металлов, что необходимо учитывать при сварке металлов с ограниченной взаимной растворимостью, поскольку неопределенность распределения температур в зоне соединения пе позволяет прогнозировать степень и характер развития диффузионных процессов.

Все способы сварки давлением можно разделить на три группы: с низкоинтенсивным силовым воздействием (диффузионная сварка), со среднеинтенсивным силовым воздействием (холодная сварка, сварка трением, сварка (прокаткой), с высокоинтенсивным силовым воздействием (сварка взрывом и магнитно-импульсная).

В самом общем случае процесс качественного соединения при сварке давлением может ограничиться схватыванием контактных поверхностей или получить дальнейшее развитие и закончиться образованием в зоне контакта общих зерен (при соединении одноименных металлов, разноименных металлов с неограниченной растворимостью) или новых фаз (при соединении разноименных металлов).

Необходимо, чтобы образование сварного соединения разноименных, с ограниченной взаимной растворимостью металлов заканчивалось схватыванием контактных поверхностей. Это возможно при малой длительности либо при невысокой температуре (<0,5 Tпл) сварки: диффузионные процессы в зоне контакта прекращаются и сварное соединение образуется вследствие схватывания. Поэтому разнородные металлы с ограниченной взаимной (растворимостью можно сваривать отдельными способами первой группы (например, при невысоких температурах), некоторыми способами сварки второй группы и всеми способами третьей группы.

Условия получения качественной сварки давлением разнородных металлов с ограниченной взаимной растворимостью можно записать в виде

tв≥tс≥tр; (1)
tи>tн+tох, (2)

где tв - длительность взаимодействия, определяемая длительностью силового воздействия при конкретном способе сварки; tс - длительность схватывания контактных поверхностей по всей площади соединения (образования межатомных связей всеми атомами контактных поверхностей); tр - длительность релаксации напряжений в зоне контакта; tи - длительность инкубационного периода (образования термодинамически устойчивого зародыша новой фазы в зоне соединения); tн - длительность контактирования металлов при постоянной температуре, большей 0,5 Tпл;  tох - длительность охлаждения металлов в зоне контакта после сварки до температуры ≤0,5 Tпл.

Необходимость выполнения условий (1) и (2) очевидна: при tвс не все атомы контактных поверхностей успеют образовать межатомные связи; при tср напряжения в зоне контакта частично или полностью разрушат образовавшиеся межатомные связи, и схватывания контактных поверхностей не произойдет; если же не выполняется условие (2) и tин+tох, то в зоне соединения образуются зародыши новой фазы (во всех случаях сварные соединения разнородных металлов с ограниченной взаимной растворимостью окажутся некачественными).

При сварке по схеме свободного деформирования, когда величина пластической деформации материала в зоне контакта ε и скорость ее накопления ε зависят от основных технологических параметров: длительности, давления и температуры сварки, tв является легко управляемым параметром  (чаще tв = t = tн).

При сварке с вынужденным характером пластического деформирования (с постоянной скоростью накопления пластической деформации) длительность взаимодействия должна определяться в соответствии с технологическими особенностями способа сварки. В частности, при сварке прокаткой

tв = l/v, (3)

где l — длина дуги захвата; v — скорость прокатки.

При сварке импульсным воздействием длительность взаимодействия также зависит от технологических особенностей способа. В частности, при сварке взрывом

tв=2δmin/c,  (4)

а при магнитно-импульсной сварке

tв=tд-ts, (5)

где δmin — толщина менее тонкого элемента; с — скорость звука в материале; tд — длительность действия магнитного импульса, являющаяся характеристикой установки; ts — длительность движения метаемого элемента до момента соударения.

Длительность полного схватывания контактных поверхностей tс определяется длительностью их активации, так как атомы, достигшие требуемого энергетического барьера, «мгновенно» образуют межатомные связи, т. е. tс=tа. В случае, когда активным центром при схватывании является дислокация с полем напряжения, длительность активации всей контактной поверхности менее пластичного металла при любом способе сварки давлением можно выразить в виде  

tа =L*b/(ε*S), (6)

где ε — скорость деформации металла в зоне соединения; В — модуль вектора Бюргерса; S — площадь активного центра; L — путь движения дислокации до барьера.

Длительность релаксации напряжений в зоне соединения можно оценить по уравнению

tр = tо exp[E/RT], (7)

где tо=10-13с; Е — энергия активации процесса, контролирующего релаксацию напряжений в более пластичном металле.

tи = t'иexp[Q/(RT)], (8)

где t'и - предэкспоненциальный член; Q - энергия активации процесса, контролирующего рост зародыша до устойчивого размера.

Из определения параметров, входящих в условия (1) и (2), следует, что если сварка осуществляется при температуре <0,5 Тпл, то можно учитывать только условие (1), справедливое также при сварке однородных материалов.

Анализ приведенных уравнений показывает, что при сварке давлением разнородных металлов можно, варьируя режимы сварки, изменять tв, tс, tр; tи, tн и tох; при сварке с постоянной скоростью деформирования можно в широком диапазоне изменять tв и tc, а выбрав подходящую температуру сварки, обеспечить выполнение правой части условия  (1)  и условия  (2).

В частности, перспективна сварка разнородных металлов по схеме вынужденного деформирования со скоростью, при которой соединяемые металлы имеют одинаковое сопротивление пластической деформации. При этом обеспечивается одинаковая интенсивность активации контактных поверхностей обоих соединяемых металлов [см. уравнение (6)] и тем самым уменьшается длительность их схватывания по всей контактной поверхности, аналогично тому, как это имеет место при сварке металлов в одноименных сочетаниях. Одинаковая интенсивность пластической деформации соединяемых металлов позволяет также получать прецизионные соединения. С учетом необходимости условия (2) очевидно, что особенно перспективно использование этого способа сварки для соединения металлов с ограниченной взаимной растворимостью.

Источник: Каракозов Э.С., Сапрыгин В.Д. "Холодная сварка труб". -М.,Металлургия, 1978

Категория: Технологии сварки
Просмотров: 8165 | Теги: технологии сварки | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Поделиться

Роботизация сварочных процессов



Роликоопоры из наличия



Поиск по порталу

Авторизация



Сварка. Самое читаемое


Резка. Самое читаемое


Обработка металлов. Самое читаемое


Случайное фото


On-line Калькулятор


RSS-ленты

Статьи autoWelding.Блог Схемы, чертежи, фото Предприятия
Профессиональный портал «Сварка. Резка. Металлообработка» © 2010-2017
При перепечатке материалов портала autoWelding.ru ссылка обязательна!