Сварка деталей из разноименных материалов

Различия физико-механических свойств и химического состава обусловливают разницу в . Из-за неодинакового выделения и отвода теплоты ядро приобретает специфическую грибообразную форму (см. рис.). Диаметр ядра и глубина проплавления увеличиваются в деталях с высоким , меньшими , и .

Причины снижения размеров ядра в детали с большей теплопроводностью такие же, как при сварке одноименных деталей различной толщины. Аналогичны и технологические способы получения номинального (расчетного) ядра в сварочном контакте путем смещения плоскости теплового равновесия к стыку, предупреждения выплесков при повышении плотности тока.

Проблема сварки разноименных сплавов часто усложняется различной толщиной деталей. Однако, если теплопроводность и температура плавления материала тонкой детали ниже, чем толстой, сварка облегчается.

В первом приближении свариваемость разноименных сплавов может быть оценена сравнением коэффициентов , учитывающих основные физические свойства и толщину каждой детали:

 

,

 

где  ( — коэффициент теплопроводности, Вт/(м×К);  — удельное электросопротивление, Ом×м);  — отношение толщины детали к более тонкой в пакете.

Чем меньше разница в , тем лучше свариваемость. Для разноименных алюминиевых сплавов при разнице менее 0,1 свариваемость хорошая (Д16Т + АМг6 1 + 1 мм); при 0,1…0,2 — удовлетворительная (Д16Т + АМц 2 + 1 мм); при разнице более 0,3 соединение практически отсутствует (Д16Т + АМц 3 + 1 мм).

Обычно химически совместимы сплавы, построенные на одной основе или имеющие разную основу, но образующие между собой непрерывный ряд твердых растворов (например, АМг6 + Д16Т, 1420 + Д16, ОТ4 + ВТ5, Ст3 + 30ХГСА, а также Nb + Zr, Fe + V, Ti + V, Ti + Zr, Ni + сталь и др.). В большинстве случаев сплавы на разной основе оказываются химически несовместимыми, так как образуют в ядре сплавы с неблагоприятными свойствами (хрупкие химические соединения, механические смеси). Например, при сварке алюминиевых и магниевых сплавов, имеющих близкие физико-механические свойства, в ядре образуются хрупкие интерметаллиды. Соединение разрушается. Такое же явление возникает при соединении сплавов титана со сталью, алюминиевыми сплавами и многих других пар металлов.

 

g7.jpg

 

Рис. Макроструктура сварочной точки листов из сплавов 1420 (1 мм) и Д16Т (1,5 мм)

 

rss
Карта