Сварка в машиностроении.Том 2 (1041437), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Медь, латунь и бронза успешно свариваются со сталью всеми способами сварки плавлением на таких же режимах, как и стальные сварные соединения соответствующих сечений. Однако дугу несколько смещают в сторону меди или ее сплавов. Для оптимизации условий наплавки меди на сталь требуется, чтобы не было расплавления стали, но она должна хорошо смачиваться (для этого ее температура не должна превышать 1100' С), и длительность контактирования меди со сталью при этой температуре должна быть не менее 0,01 — 0,015 с [30[.
В эгом случае резко уменьшается содержание железа в диффузионной прослойке (до 0,5",»). Для сварки и наплавки меди и ее сплавов со сталью применяют аргонодуговую сварку„сварку под плавлеными и керамическими флюсами, в ряде случаев электронно-лучевую и диффузионную. Для сварки меди, бронз БрАМц9 — 2, БрКМцЗ вЂ” 1, латуни ЛК62-0,5 со сталями типа СтЗ, Ст10, 09Г2 применяют: при ручной сварке электроды типа «Комсомолец», для сварки под флюсом ОСЦ-45— проволоку марки БрКМцЗ вЂ” 1.
под флюсом АН-26 проволоку марки БрХ0,7, а при сварке в среде защитных газов проволоку марок БрКМцЗ вЂ” 1, БрАМц9 — 2 и МНЖ5-1. Эффективным способом наплавки бронзы на сталь является наплавка под активными керамическими флюсами. В некоторых случаях необходим предварительный нагрев изделия. Режимы сварки назначают такими же, как и при сварке меди или ее сплавов. При различной комбинации электродных проволок (БрОФ6,5 — 0,15; БрАМц9 — 2, Бр. КМцЗ вЂ” 1, БрАЖМц10 — 3 — 1,5) и флюсов АН-20, АН-26, АН-60, при наплавке получается металл с твердостью НВ 90— 180 [6[.
При указанных сварочных материалах и способах сварки обеспечивается равнопрочность сварного соединения (по цветному металлу) при действии статической нагрузки. Для сварного соединения медь МЗр — сталь предел прочности при растяжении 21 — 24 кгс/мм', для соединения сплав МНЖ5-1 — сталь предел прочности 28 — 36 кгс/мм». Сварные соединения обладают удовлетворительной пластичностью, так, для соединения меди МЗили сплава МНЖ5-1состалью Ст4 при ручной сварке угол загиба 40 — 85', а при аргонодуговой сварке угоч загиба 110 — 180'. Более высокое качество сварных соединений при аргонодуговой сварке сплавами МН~К5-1 объясняется тем, что в металле шва содержание железа не превышает 8 — 10~4, а при ручной сварке достигает 50 — 55'Ъ.
Указанные способы обеспечивают также достаточно высокий предел усталости сварных соединений. Так, при базе испытаний 2 10«циклов предел выносчивости соединений 2,5 — 3 кгс/ммз; при наплавке бронзы БрАМц9 — 2 на сталь СтЗ предел выносливости стального образца не снижается. Другие способы сварки меди и ее сплавов со сталью не имеют такого значения, как указанные выше.
Успешно выполняют диффузионную сварку меди М! с армко-железом и бронзы БрХ0,7 со сталью (типа 18-8). Для сварки других бронз со сталью разработана технология диффузионной сварки через промежуточные никелевые и оловянные гокрытия [13[. Медь и ее сплавы со сталью хорошо свариваются методом сварки взрывом. Так, для соединения меди МЗ со сталью 12Х!8Н9Т прочность соединения !6,8 кгс/мм' при отсутствии резкого повышения микротвердостн в зоне соединения [23[. Благодаря хорошей свариваемости мздн 359 358 Сварка разнородных сталей, металлов и сплавов Сварка разнородных металлов и сплавов со сталью при этом способе, медь используют в качестве промежуточной прослойки при создании сталеалюминиевых переходников [10[.Известно применение электронно-лучевой сварки меди со сталью типа 18-8.
Сварка стали с титаном. Одной из основных задач при сварке титана со сталями является выбор таких присадочных материалов, способов и режимов сварки, при которых предотвращается илн резко подавляется образование хрупких интерметаллическнх фаз Т(Ре и Т!Гез. Непосредственная сварка титана со сталью не дает положительных результатов.
Практическое применение находит сварка через промежуточные вставки. Единственный металл, хорошо соединяющийся с титаном и сталью без образования интерметаллических фаз, — ванадий, однако и он может образовывать карбиды. Хорошие результаты получаются при использовании комбинированной вставки, состоящей из технического тантала и термически обрабатываемой бронзы БрБ2. При аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом бронза сварнвается с углеродистой или аустенитной сталью, а тантал с титаном (для титана и тантала необходима дополнительная защита или сварка в камерах с контролируемой средой).
При использовании комбинированной вставки, изготовленной из бронзы БрБ2 и ниобия, для титана ОТ4-1 и стали ХН65ВМТЮ толщиной 0,7 и 2 мм аргонодуговую сварку производят в камере с контролируемой атмосферой [5[. При диффузионной сварке титана со сталью соединение получается хрупким в связи с выделением интерметаллидов по линии соединения. Применение комбинированной прослойки из ниобия и бронзы БрБ2 дает удовлетворительное соединение. Наилучшие результаты при диффузионной сварке сплава титана ВТ5-1 и стали !2Х!8Н10Т получаются также при использовании трехслойной вставки, состоящей из ванадия, меди и никеля. Промежуточный слой получают прокаткой в вакууме при 800 — 900' С с обжатием до 55 — 60',4. Слой никеля на границе со сталью улучшает пластичность соединения.
С помощью такой технологии изготовляют трубчатые переходники, которые выдержали вакуум, гидравлические, вибрационные и коррозионные испытания [13[. Применение вставки нз ванадия ВВ8 позволило сварить трубные заготовки из титана ОТ4-1 (5 = 1,5 мм) и стали ВНС2 (5 = 1,2 мм) электронно-лучевым методом [31[. При сварке ванадия со сталью луч был смещен от стыка в сторону стали на 1,1 — 1,3 мм; при сварке ванадия с титаном луч смещали в сторону титана на 0,5 мм.
Сварное соединение имело прочность 49 — 52 кгс/мм' и разрушалось по основному металлу. Сварка стали с ниобием и молибденом. Для получения соединения сплава ннобня ВН2 со сталью !2Х18Н9Т и молибденового сплава ЦМ-2А со сталью !2Х18Н9Т рекомендуется сварку вести по отбортовке встык или внахлестку так, чтобы расплавлялась только сталь, без расплавления тугоплавкого металла. При электронно-лучевой сварке основной процесс взаимодействия расплавленной стали с ниобнем — смачиванне жидкой сталью твердого ннобня, растворение его и диффузия ннобия в сталь, которая определяется температурой расплава и временем контакта. Без прослойки интерметаллндов прочность соединения 55 кгс/ммз; прн толщине прослойки 3 мкм она снижается до 37 кгс/мма [25[. Соединение ннобиевых сплавов ВН4 и ВН2АЭ со сталью 12Х18Н9Т (образцы диаметром 1Π— 16 мм, высотой 30 — 50 мм) получают магнитно-импульсной сваркой в вакууме через прослойку никеля (толщиной 0,1 — 0,2 мм).
Режим сварки: нагрев в вакууме до 900 — 1150' С; удельная энергия удара 0,2 — 0,3 кгс/ммз; скорость движения ударника 6 м/с. Деформация никеля прн сварке до?0%, общая деформация образца по высоте !0%. Высокая прочность соединения объясняется отсутствием в соединении ннтерметаллидов и эффектом контактного упрочнення прослойки [8[. Сварка стали с ванадием.
Основной рекомендуемый способ сварки — электронно-лучевой [4[. Для получения патрубков из ванадиевого сплава ВНЗ н стали 12Х18Н10Т рекомендована следующая технология. Расфокусированным лучом нагревают ванадиевый сплав до 1000'С, затем луч смещают в сторону стали н нагревают ее до расплавления.
Шов образуется в результате взаимодействия жидкой стали с нагретым ванадием. Полученное таким способом соединение равно- прочно основному металлу, разрушение происходит по ванадиевому сплаву вдали от места соединения. Сплав ванадия ВНМ-1 можно сваривать со сталью 12Х!8Н9Т в условиях вакуума [(2 — 5) 10 ' мм рт. столба) с нагревом места сварки (в герметичном контейнере) до 900 — 1200' С с последующим обжатием в прессе в течение 1 — 2 с и деформацией заготовок на 45 — 70',4 [4[, Сварка проверена по двум вариантам: при непосредственном контакте стали и ванадия и при контакте через листовую бронзу БрХ0,7.
Прочность соединения оказалась в пределах 24 — 26 кгс/мм', но по стыку обнаружена значительная диффузионная зона, вызванная значительной пластической деформацией. Стыковые и кольцевые соединения ванадия ВНЗ н ВНМ-1 со сталями 12Х18Н12Т и 09Х16Н4Б толщиной 1 — 3,6 и 10 мм получаются электронно-лучевой сваркой. Во избежание образования хрупкой о-фазы между сталью и ванадием закладывали полоски из низкоуглеродистых сталей ОЗХ35Н8 нли ОЗХ17Н4 толщиной 0,5 — 1 мм, которые переплавлялись как присадочный металл одновременно с основным электронным лучом.
При о„= 20 —: 65 м/ч и содержании углерода не более 0,0306 основная структурная составляющая шва — пластичный феррит, легированный ванадием с небольшим количеством карбидов ванадия с высокой прочностью и пластичностью соединения. Электронно-лучевой сваркой получают сварные соединения ванадия со сталями типа 18-8, обладающие высокой стойкостью против хрупких разрушений. Возможность диффузионной сварки ванадия со сталью была рассмотрена выше в варианте сварки титана со сталью через композитный трехслойный прокат, состоящий из ванадия, меди и никеля [ [131.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
