Технологические особенности процесса стыковой сварки
В процессе сварки нагретый металл контактирует с атмосферными газами, имеет место испарение легирующих элементов, детали длительное время находятся под воздействием высоких температур, происходит пластическая деформация и концентрация растягивающих напряжений на периферии соединения. В результате могут, произойти:
- образование на поверхности торцов трудно удаляемых твердых оксидов (например, при сварке алюминиевых сплавов — Аl2O3 и др.);
- ухудшение механических свойств приконтактных слоев металла в связи с растворением O2, N2 (например, при сварке титановых сплавов и др.), а также с испарением, например, цинка из латуни и др.;
- неблагоприятные изменения свойств металла в зоне термического влияния, характер которых зависит от состава и предшествующей термомеханической обработки металла. Так, например, часто наблюдается рост зерна, в зоне частичного плавления образование усадочных рыхлот и расслоение волокон (вероятность образования которых возрастает с увеличением температурного интервала кристаллизации сплава и наличия строчечной структуры), разупрочнение при растворении упрочняющих фаз (например, при сварке алюминиевых сплавов, упрочняемых термообработкой), а также при нагартовке (например, незакаливающихся сплавов), повышение твердости при перекристаллизации и закалке;
- образование растягивающих напряжений, способствующих развитию продольных горячих трещин.
Однако существующие технологические приемы при сварке данного конкретного изделия позволяют в той или иной мере исключить неблагоприятное влияние рассмотренных особенностей процесса сварки и при правильно выбранном режиме получить качественное соединение. Так, например, за счет осадки частично (при сварке сопротивлением) и полностью (при сварке оплавлением) устраняют дефекты, связанные с взаимодействием нагретого металла с атмосферой. Выбором надлежащей программы нагрева и осадки, а также проведением послесварочной термообработки добиваются минимальных неблагоприятных изменений структуры и свойств сварного соединения.