Сварка разнородных металлов и сплавов

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Сварка разнородных металлов и сплавов

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА, СТРУКТУРЫ И ДРУГИХ СВОЙСТВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ Сварка разнородных металлов характеризуется комплексом сложных физических процессов на границе перехода, каждый из которых имеет свои кинетические закономерности и механизм
...
Для выявления этих закономерностей и рационального построения технологического процесса применяют существующие установки или разрабатывают новые методики и специализированные установки
...
При моделировании процесса сварки путем нанесения капли расплавленной стали на поверхность твердого ниобия получены исходные данные для подбора оптимальных режимов сварки
...
Ко второй относят методы исследования и аппаратуру, осуществляющие анализ свойств готового, сформировавшегося сварного соединения между разнородными металлами
...
Структурные изменения, происходящие в переходной зоне биметаллов, являются следствием диффузионного перераспределения химических элементов и фазовых превращений под влиянием различных факторов
...
Основные процессы, определяющие структуру и свойства сварных соединений в этом случае, — смачивание твердого металла жидким, растворение и последующая взаимная диффузия контактирующих металлов
...
Обычно применяют комплексную методику, состоящую в последовательном изучении глубины проникновения элементов в переходной зоне с помощью измерения микротвердости, качественного и количественного микрорентгеноспектрального анализа и исследования микроструктуры
...
При изучении разнородных металлов удается не только качественно показать наличие диффузии, но и получить сведения о концентрации на определенном расстоянии от первоначальной плоскости раздела
...
Металлографический анализ позволяет приближенно оценить общую область зоны взаимодействия двух металлов и ориентировочно оценить распределение элементов
...
Электронную микроскопию используют для изучения тонкой структуры в переходных зонах биметаллов и соединениях, полученных сваркой плавлением, например структуры науглероженных зон коррозионно
...
Метод измерения микротвердости используют в качестве вспомогательного метода с целью разграничения фазовых составляющих и изучения свойств образующихся фаз
...
Для рентгенографического анализа образцов биметалла последний механически разрушают по месту стыка на две половины и порошки для послойного анализа получают напильником отдельно с каждой половины
...
Полученный участок отмывают от растворителя метиловым спиртом на центрифуге, высушивают в среде углекислого газа и подвергают рентгеноструктурному исследованию для установления фазового состава
...
Для проведения фазового рентгеновского анализа продуктов реакции двух металлов применен метод приготовления образцов без их разрушения, в отличие от других методик, заключавшихся в выделении продуктов реакционной диффузии
...
Метод основан на подборе толщины одного из металлов, в данном случае тонкого при относительно массивном основании, таким образом, чтобы между двумя металлами прошла реакционная диффузия и рентгеновские лучи
...
Основное преимущество этого метода заключается в том, что он позволяет определять локальный химический состав прослоек, включений, фаз, зерен, изучать распределение отдельных элементов между структурными составляющими
...
Принцип микрорентгеноспектрального анализа химического состава основан на том, что на исследуемый участок образца направляют пучок электронов — электронный зонд
...
Анализируемый участок поверхности образца передвигают в двух взаимно перпендикулярных направлениях так, что пучок электронов строка за строкой проходит по исследуемому участку
...
Потенциометры непрерывно вращающегося типа подают периодическое пилообразное напряжение, которое используется для движения образца и движения пятна на экране осциллоскопа
...
С использованием этого метода исследовано влияние состава основного металла на характер распределения углерода в переходной зоне биметаллов с плакирующим слоем из коррозионно
...
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАЗНОРОДНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И СКЛОННОСТИ ИХ К ХРУПКОМУ РАЗРУШЕНИЮ Между отдельными участками сварных соединений, как правило, наблюдается неоднородность механических свойств
...
Определенную роль играет упрочнение металла шва и околошовной зоны в результате пластической деформации при охлаждении сварного соединения, так называемое явление самонаклепа
...
Попытка механически перенести существующие для однородных сварных соединений способы испытания на сочетание разнородных металлов не приводит к положительным результатам
...
В настоящее время не существует утвержденных ГОСТом типов образцов для оценки механических свойств разнородных неразъемных соединений, учитывающих специфику их деформации и разрушения
...
Условия деформирования образцов в упругопластической стадии работы в зависимости от характера приложения нагрузки и свойств отдельных составляющих наиболее полно рассмотрены в работах
...
При растяжении сварного образца с поперечным швом условия его деформирования определяются в первую очередь соотношением прочности основного металла и шва
...
При достижении напряжениями в прослойке предела текучести наступает ее заметное упрочнение за счет контактного взаимодействия с более прочным металлом образца
...
В центральной части прослойки распределение напряжений близко к всестороннему растяжению, а на контактных поверхностях неравномерно распределенные по сечению касательные напряжения достигают наибольшего значения на наружной поверхности и близки к нулю в центральной части образца
...
Схема вырезки образцов из сварных соединений для испытания только при статическом, но и при ударном растяжении, а также при изгибе и усталостном нагружении
...
Указанные особенности деформирования сварных соединений разнородных металлов под нагрузкой требуют для оценки их свойств проведения обширного комплекса испытаний при различных видах напряженного состояния и разных температурах в зависимости от типа соединения, сочетания свариваемых металлов и шва и ряда других факторов
...
Температурную зависимость коэффициента вязкости разрушения разнородных соединений определяли при испытании на внецентренное растяжение образцов толщиной
...
Схема вырезки образцов из сварных соединений для испытания только при статическом, но и при ударном растяжении, а также при изгибе и усталостном нагружении
...
Различие в механических свойствах между отдельными участками сварных соединений в наибольшей мере проявлялось при наличии в них острых надрезов в процессе испытания при низких температурах
...
В сварных соединениях металлов разных основ легирования различие свойств составляющих выражено наиболее заметно, так как оно обусловлено не только термическим воздействием при сварке, но и химическими составами свариваемых металлов и шва
...
Особенность механических испытаний соединений металлов разных основ легирования с резко отличающимися прочностными свойствами заключается в локализации деформации при испытании в менее прочном металле вдали от стыка вследствие контактного упрочнения его вблизи стыка и в отсутствии заметной деформации более прочного металла
...
Зависимость механических свойств сварного соединения при диффузионной сварке с мягкой прослойкой от прочности основного металла и металла прослойки изучена в работе
...
При наличии хрупкой прослойки разрушение по мягкому металлу при растяжении означает, что истинная прочность этой прослойки выше условной прочности мягкого металла
...
Таким образом, испытание сварных соединений металлов разных основ легирования на растяжение часто не выявляет дефектов сварки, а следовательно, не является удовлетворительным методом оценки качества подобных соединений
...
Установить ударную вязкость сталеалюминиевых сварных соединений по Шарпи не представляется возможным, так как удар маятника копра по стыку стали с алюминием из
...
Для оценки сопротивления хрупкому разрушению сварных разнородных соединений разработана методика на базе британского стандарта по определению вязкости разрушения металлов
...
Коэффициент интенсивности напряжений снижается с уменьшением угла нагрузки и достигает некоторого постоянного значения при угле приложения нагрузки, равном р
...
Таким образом, степень стесненности пластической деформации в вершине трещины увеличивается по мере приближения ее к стальной части, что и обусловливает квазихрупкое разрушение прослойки алюминия АД
...
Склонность к хрупкому разрушению определяет стальная часть соединения, которая стесняет пластическую деформацию прилегающего к ней алюминия и обусловливает хрупкое разрушение
...
Таким образом, вязкость сварного соединения будет всегда ниже вязкости его составляющих, что необходимо учитывать при проектировании и оценке несущей способности крупногабаритных сварных сталеалюминиевых конструкций
...
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ Сварка разнородных металлов, как правило, связана с рядом дополнительных технологических трудностей и поэтому требует весьма глубокой разработки технологического процесса, применения различных способов и технологических приемов, обеспечивающих направленное регулирование тепловых и диффузионных процессов с целью получения сварных соединений с требуемыми для эксплуатации свойствами
...
Для того чтобы предотвратить тепловые потери во время сварки, необходимо вводить большее количество теплоты к металлу, который имеет лучшую теплопроводность
...
Одним из путей реализации этого может быть предварительный подогрев одной из деталей, хотя в процессе сварки источник теплоты может быть расположен таким образом, чтобы теплота в большей степени концентрировалась на материале, являющемся лучшим ее проводником
...
В связи со значительными различиями в температуре плавления и теплопроводности отмечается неравномерное сплавление соединяемых металлов при сварке, что обусловливает необходимость правильного распределения мощности источника нагрева при соединении этих металлов
...
Однако в некоторых случаях для полного проплавления металлов достаточной оказывается мощность меньшая, чем это необходимо для сварки наиболее легко проплавляемого металла
...
Для сварки характерно также то, что вследствие значительного различия в коэффициентах линейного расширения между соединяемыми металлами возникают большие напряжения
...
Если для однородных соединений снятие напряжений после сварки возможно путем термообработки, то для большинства сварных соединений из разнородных металлов такой способ неприемлем
...
Если же имеется значительное различие между ними, то эту трудность можно преодолеть более высоким предварительным подогревом металла, обладающего меньшим коэффициентом линейного расширения
...
Если при непосредственном соединении под действием теплоты сварки и термических напряжений образуются трещины, то предварительно на кромки металла с низкой вязкостью наплавляют промежуточный материал с высокой вязкостью, после чего разнородные металлы сваривают как одноименные
...
Для придания коррозионной стойкости определенному участку детали или изделия, износостойкости или других функциональных свойств часто необходимо наплавить металл
...
При определенных режимах наплавки расплавление поверхности детали из черного металла отсутствует, но поверхность нагревается до температуры, равной температуре плавления металла заготовки или несколько превышающей ее
...
Но в данном случае под металлической вставкой подразумевается третий металл, хорошо совместимый с обоими соединяемыми металлами и вставляемый между ними в случае, если непосредственное соединение выполнить не удается из
...
Такой переходник вставляют в виде промежуточного между металлами А и В и выполняют сварку между ними и промежуточным соединением как сварку одноименных металлов
...
Для упрощения оборудования по предлагаемому способу подогрев более тугоплавкого металла и плавление легкоплавкого осуществляют одновременно одним источником теплоты, располагаемым со стороны более легкоплавкого металла
...
Сварка разнородных металлов с расплавлением одного из них возможна при условии строгого соблюдения параметров режима, определяющих время контакта между жидким и твердым металлами
...
Нанесение на поверхность твердого металла покрытий, увеличивающих допустимое время контакта между твердым и жидким металлами, позволяет расширить диапазон режимов
...
Сварка разнородных металлов с расплавлением одного из них возможна при условии строгого соблюдения параметров режима, определяющих время контакта между жидким и твердым металлами
...
Заданную концентрацию соединяемых элементов в металле шва можно получить смещением источника теплоты в сторону одного из расплавляемых металлов или другими технологическими приемами
...
Это требование противоречит необходимости максимальной разделки кромки со стороны более тугоплавкого металла, например при непосредственной сварке стали с алюминием, которая делается в этом случае с тем, чтобы до минимума свести растворение и переход стали
...
Опробование при сварке прямолинейных и кольцевых швов показало, что в зависимости от толщины свариваемых металлов наиболее технологичны соединения внахлестку
...
В качестве заполнителя используют серебро, которое хорошо сплавляется с титаном, легкоплавкие припои или полимеры типа эпоксидных смол, выбор состава которых определяется агрессивной средой
...
В качестве заполнителя используют серебро, которое хорошо сплавляется с титаном, легкоплавкие припои или полимеры типа эпоксидных смол, выбор состава которых определяется агрессивной средой
...
Перспективная область их применения — биметаллические изделия, в которых из легированных сталей изготовляются лишь тонкие облицовочные слои, контактирующие с агрессивной средой
...
При длительной эксплуатации сварного соединения таких сталей в условиях высокой температуры в зоне сплавления может измениться структура соединяемых металлов с образованием прослоек, создающих известную структурную неоднородность
...
В результате совместного действия термических и рабочих напряжений от давления, а также остаточных сварочных напряжений и при наличии хрупких прослоек в соединении может произойти преждевременное
...
Образование этих прослоек обусловлено диффузией углерода из менее легированного металла в более легированный, вызываемой различием в них термодинамической активности этого элемента
...
Принято считать, что факторами, способствующими образованию такой структурной неоднородности в зоне сплавления разнородных сталей, являются химический состав сплавляемых металлов
...
По данным микрорентгеноспектрального анализа, наиболее высокое содержание углерода в зоне сплавления наблюдалось при автоматической сварке на форсированном режиме при вертикальном расположении электрода
...
Образование этих прослоек обусловлено диффузией углерода из менее легированного металла в более легированный, вызываемой различием в них термодинамической активности этого элемента
...
Принято считать, что факторами, способствующими образованию такой структурной неоднородности в зоне сплавления разнородных сталей, являются химический состав сплавляемых металлов
...
В этом отношении весьма интересны эксперименты, показывающие, что напряжения в предварительно растянутом или изогнутом металле не влияют на скорость диффузии, так как они исчезают уже при нагреве до температуры, не вызывающей еще заметной диффузии
...
Напряжения же от деформации, вызываемой различием коэффициентов линейного расширения тесно контактирующих материалов, существенно увеличивают скорость диффузионных процессов
...
При|нагреве такого образца в сечении, совпадающем с его торцом, должно быть доведено до минимума сопротивление тепловому расширению высоколегированного металла со стороны менее легированного, в силу чего возникающие при этом в зоне сплавления напряжения
...
Следовательно, при нагреве такого образца напряжения в зоне сплавления от его торца к середине могут существенно изменяться, что должно заметно повлиять на интенсивность протекающих здесь диффузионных про
...
Это показывает, что одним из факторов, способствующих образованию структурной неоднородности в зоне сплавления разнородных сталей при нагреве, являются напряжения в этой зоне, вызываемые различием коэффициентов линейного расширения сплавленных металлов
...
В сварных соединениях разнородных сталей эти коэффициенты необходимо сближать не только с целью снижения напряжений в соединении при его эксплуатации в условиях высокой температуры, но и для стабилизации структуры в зоне сплавления
...
Такое изменение степени развития неоднородности при многослойной сварке связано с образованием различной по высоте шва структуры в прилегающих к аустенитному шву участках перлитной стали, сопровождающееся изменением распределения углерода между твердым раствором и карбидными соединениями
...
Помимо известных способов стабилизации структуры в зоне сплавления, рекомендуется применять также термообработку, предназначенную для сварки перлитной стали, обеспечивающую максимально допустимую коагуляцию карбидных соединений, или использовать режимы сварки, при которых в участке перлитной стали, примыкающем к аустенитному металлу, создаются условия для распада мартенсита с образованием перлитной структуры и максимальной коагуляции ее карбидной составляющей
...
Спектральным анализом эти пределы уточнены, и предложено считать, что при обычных режимах ручной и полуавтоматической сварки ширина переходного слоя в зоне сплавления разнородных сталей составляет
...
Это показывает, что одним из факторов, способствующих образованию структурной неоднородности в зоне сплавления разнородных сталей при нагреве, являются напряжения в этой зоне, вызываемые различием коэффициентов линейного расширения сплавленных металлов
...
В сварных соединениях разнородных сталей эти коэффициенты необходимо сближать не только с целью снижения напряжений в соединении при его эксплуатации в условиях высокой температуры, но и для стабилизации структуры в зоне сплавления
...
Такое изменение степени развития неоднородности при многослойной сварке связано с образованием различной по высоте шва структуры в прилегающих к аустенитному шву участках перлитной стали, сопровождающееся изменением распределения углерода между твердым раствором и карбидными соединениями
...
Расчетная ширина переходного слояэ если она определяется исходя из скорости движения жидкого металла в пограничном слое и вычисляется с учетом особенностей сварочной ванны, находится в пределах, соизмеримых с полученными к настоящему времени экспериментальными данными
...
Предупредить или существенно уменьшить структурную неоднородность в зоне сплавления аустенитной стали с неаустенитной можно в том случае, если с последней будет сплавляться аустенитный металл с высоким содержанием никеля или сплав на никелевой основе
...
Уменьшение ширины прослоек с ростом содержания никеля в шве можно объяснить тем, что никель, являясь графитизатором, снижает устойчивость карбидов и тем самым способствует повышению содержания растворенного углерода
...
Расчетная ширина переходного слояэ если она определяется исходя из скорости движения жидкого металла в пограничном слое и вычисляется с учетом особенностей сварочной ванны, находится в пределах, соизмеримых с полученными к настоящему времени экспериментальными данными
...
Предупредить или существенно уменьшить структурную неоднородность в зоне сплавления аустенитной стали с неаустенитной можно в том случае, если с последней будет сплавляться аустенитный металл с высоким содержанием никеля или сплав на никелевой основе
...
Такое содержание никеля в швах, эксплуатируемых при указанных температурах, способствует снижению вероятности образования малопластичных структурных неоднородностей, диффузионных прослоек, а также торможению их роста
...
Разработанные проволоки обеспечивают металл шва, который исключает образование структурной неоднородности даже в зоне сплавления с такой нестабильной в части связывания углерода сталью, как обычная углеродистая сталь СтЗ,
...
Сварке аустенитных сталей с перлитными посвящено большое количество исследований, в которых даны рекомендации по выбору аустенитных присадочных материалов, способов сварки, по технике выполнения операции сварки и т
...
При соединении разнородных сталей перлитного и аустенитного классов рекомендуется кромки перлитной стали подвергать предварительно наплавке аустенитными электродами, а сварку вести электродной проволокой с большим запасом аустенитизирующих элементов с предварительным или сопутствующим подогревом
...
Влияние ширины обезуглероженной диффузионной прослойки, образующейся в зоне сплавления, на долговечность сварных соединений разнородных сталей изучено в работе
...
Исследование влияния ширины обезуглероженной зоны на долговечность сварных соединений разнородных сталей проводили на гладких цилиндрических образцах в условиях чистого кругового изгиба
...
Металлографическими исследованиями показано, что в области обезуглероженных прослоек, при которых наблюдается резкое снижение долговечности, распространение усталостной трещины происходит по границам зерен феррита
...
В судостроительной промышленности, например, наибольшее распространение из многослойных материалов получают биметаллы, изготовленные различными методами наплавки изделий, например СтЗ
...
Совместное действие циклических нагружений и нагрева оказывает наибольшее влияние на образование зон обезуглероживания в основном металле и науглероживания в наплавленном
...
Исследование влияния развитой диффузионной зоны на работоспособность биметалла показало, что диффузионная зона не чувствительна к статическому нагружению
...
Таким образом, указанную склонность композиционного материала необходимо учитывать при разработке технологического процесса наплавки и сварки разнородных по структурному классу сталей
...
Учитывая легкость управления электронным лучом, можно в различной степени оплавлять кромки свариваемых сталей разных структурных классов, получая металл шва различного хими
...
Металлографические исследования показали, что смещение электронного луча оказывает заметное влияние на ширину участков переходного состава, изменяя ее с
...
Испытания показали, что предел длительной прочности соединений, выполненных при смещении луча на аустенитную сталь, превосходит предел длительной прочности стали
...
Для получения экономичных сварных конструкций требуется использование различных сочетаний указанных сталей и в первую очередь литейных и деформированных
...
Исследование свойств зоны термического влияния показало, что характер происходящих изменений сходен в пределах одного класса, но резко отличается в сталях различных классов
...
Последний обычно является слабым звеном сварного соединения, однако в условиях сложного напряженного состояния возможны и хрупкие разрушения участка подкалки из
...
Наиболее сложный характер изменения механических свойств присущ зоне термического влияния сталей переходного класса, где наблюдаются два участка пониженной твердости
...
Универсальный путь повышения механических свойств таких соединений — рациональное построение технологического процесса сварки, в частности, ограничение ее погонной энергии и применение дополнительных операций термообработки
...
Универсальный путь повышения механических свойств таких соединений — рациональное построение технологического процесса сварки, в частности, ограничение ее погонной энергии и применение дополнительных операций термообработки
...
Указанная присадочная проволока может быть применена и для сварки сталей разнородных сочетаний, относящихся к углеродистым сталям мартенситного класса
...
Однако необходимо учесть, что в случае возможности проведения после сварки упрочняющей термообработки для получения качественных соединений на углеродистых сталях мартенситного класса следует использовать более дешевые сорта присадочной проволоки
...
Для обеспечения качественного сварного соединения при сварке биметалла до настоящего времени используют два, три, а в некоторых случаях и четыре разнотипных присадочных материала
...
Повышение надежности сварного соединения биметалла путем использования при сварке однородного присадочного металла, обеспечивающего получение наплавленного металла с коррозионной стойкостью, по крайней мере, на уровне коррозионной стойкости плакирующего слоя или, что эффективнее, значительно его превышающей, предложено в работе
...
Ферритные прослойки в стали ближе к чугуну становятся все тоньше, затем появляются пластинки графита, и структура постепенно приобретает характер чугуна
...
Повышение надежности сварного соединения биметалла путем использования при сварке однородного присадочного металла, обеспечивающего получение наплавленного металла с коррозионной стойкостью, по крайней мере, на уровне коррозионной стойкости плакирующего слоя или, что эффективнее, значительно его превышающей, предложено в работе
...
Это можно объяснить тем, что в ходе сварки жидкий основной и присадочный металлы интенсивно перемешиваются, а после затвердевания начинается диффузия углерода из чугуна в шов
...
Прилегающая к линии сплавления зона обогащается углеродом пропорционально времени пребывания металла шва в области температур, при которых диффузия углерода не заторможена
...
Так как повышение сварочного тока увеличивает время диффузии углерода в шов, содержание углерода в зоне основного металла, непосредственно прилегающей к линии сплавления, понижается и облегчается образование отбела
...
При наплавке опытной проволоки легированной ванадием или титаном, наплавленный металл не содержал мартенсита, имея более низкую твердость, а обрабатываемость его была лучше, чем у металла, наплавленного проволоками Св
...
Предварительная наплавка кромок успешно использована при сварке стыковых и тавровых соединений из магниевого и серого чугуна, для заварки различных дефектов на тонкостенных чугунных отливках в случаях, когда после сварки не требуется обработка режущим инструментом
...
В отечественной и зарубежной практике все более широкое применение находят многослойные изделия из цветных металлов и сплавов, полученные совместным пластическим деформированием
...

Технология упрочнения. Технологические методы упрочнения. В 2 т. Т. 2.
Технология упрочнения. Технологические методы упрочнения. В 2 т. Т. 1.
Ультразвуковая сварка пластмасс и металлов
Сварка разнородных металлов и сплавов
Арматурные работы
Как паять
Водолаз — сварщик — резчик: Учебное пособие. - 2-е изд.

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Сварка разнородных металлов и сплавов