Сварка в машиностроении.Том 2 (1041437), страница 93
Текст из файла (страница 93)
Сварка разнородных цветных металлов и сплавов Сварка алюминия и его сплавов с медью. Кроме значительного различия физико-химических свойств алюминия и меди, сварка металлов затруднена образованием хрупкой интерметаллидной фазы. Для облегчения процесса сварки на медь (после ее очистки) необходимо наносить слой покрытия, который улучшает смачиваемость меди алюминием. Лучшим является цинковое покрытие толщиной 50-60 мкм, которое наносят гальваническим методом. Аргоноддговая сварка. Алюминий с медью сваривают по такой же схеме, как и алюминий со сталью, т. е. дугу смещают на более теплопроводный металл (в данном случае на медь) на 0,5 толщины свариваемого металла.
На границе соединения со стороны меди образуется прослойка интерметаллидов (СпА1,) толщиной 3 — 10 мкм, а со стороны алюминия — полоска твердого раствора меди в алюминии такого же размера. Микротвердость прослойки интерметаллидов, примыкающих к меди, достигает 450 — 550 кгс/мм'. Наличие этой зоны обусловливает относительно низкую прочность соединения; только в том случае, если толщина интерметаллидной прослойки меньше 1 мкм, она не влияет на прочность соединения. Прочность соединения, так же как и в соединениях стали с алюминием, повышается при легировании металла шва кремнием (4 — 5%) и цинком (6 — 8',4), что объясняется тем, что эти элементы подавляют рост интерметаллидной прослойки.
Для обеспечения стабильной прочности сварных соединений по свариваемой кромке меди нужно делать скос под углом 45 — 60' (рис. 17, а). Сварка по флюсу, Алюминий А5 с медью М1 автоматически сваривают по флюсу АН-А1 при толщине металла 8, 10, 12 и 20 мм, проволокой марки СВА97 диаметром 2,5 мм — по слою стандартного флюса толщиной 12 — 14 мм [3[. При сварке по флюсу электрод необходимо смещать от скоса на 5 — 7 мм в сторону меди.
Сварку ведут с дополнительной подачей присадочной проволоки. В табл. 9 приведены рекомендуемые режимы автоматической сварки по флюсу и аргонодуговой сварки. При обоих способах сварки предел прочности при растяжении равен пределу прочности алюминия (7 — 10 кгс/мм'), удельное электросопротивление шва не- 361 360 Сварка разнородных сталей, металлов и сплавов Сварка разнородных металлов и сплавов сколько выше (0,037 Ом ммв/м), чем у алюминия (0,0313 Ом мм'/и). Прочность сварных соединений при длительном нагреве до 150' С не изменится. При более высоком нагреве прочность соединения сняжается в связи с резким увеличением с ця хрупких интерметаллидов. бо, к ее/кме оо, кео/мне 4 О Гб 5 0 45 бв 75* Скос кронок 2 0 Гз 50 45 бО 75' скос крогюк о) Рис. 17.
Схемы сварки меди с алюминием, титаном и молибдечом о — прочность соединения меди с алюминием в зависимости от угла разделки медной к~ омкн: à — Ъ'-образная; 2 — Х-образная; б — подготовка кромок титана для сварки его с алюминиевым сплавом; а — форма сварного электрода из меди и молибдена Испытания сварных соединений толщиной 6 мм из меди М! и алюминия А5, выполненных аргонодуговой сваркой, прн действии симметричного знакопеременного изгиба показали, что предел выносливости их одинаков с пределом выносливости сварных соединений из алюминия во всем диапазоне испытаний (Л = =- 10' —: 10а циклов). 9.
Режимы сварки алюминия с медью Способ сварки Аргонодуговая неплавпщнмся электро- дом !9 8 7 1,б -9 3 — 4 4 — б 2 гв з к — 1о Ш вЂ” !9 б — 6 я,в 080 — 400 38 — 40 зпб 3"0 — 410 39 — 42 2нб ю Автоматическая по флюсу АН-Л! б — 7 !2 :х о "ч а х х хза а х х2 и ь о х ох а,а ох и х Ы о .О ох охи ха* хо х х е'о х а х е хм Ф Й~х хо аа ххи и аю х и о х" х х ах х хи о-- хи о ах х о н о о х и' Холодную сварку давлением алюминия с медью осуществляют при давлениях 150 — 200 кгс/ммв при сварке встык, 8 — 10 кгс/ммв прн армировапин алюминиевых шин медными накладками.
Диффузионные процессы по плоскости контакта при этом способе не наблюдаются [19]. Сварку трениел~ стержней диаметром 20 мм из алюминия ЛД1 н меди М1 производят в нагретом состоянии при давлении 3 и 20 кгс/мм (коночное). Микротвердость сварного соединения в прослойке 116 кгс/ммв (нагрузка 100 кг), угол загиба соединения !80'. Контактную стыковую сварку сопрогпивлениел~ и оплавлениелл широко применяют для соединения алюминия с медью.
Для уменьшения возможности образования хрупких интерметаллидов в этом случае рекомендуют медь цинковать илн алитировать, а иногда и покрывать слоем серебряного припоя. Наиболее благоприятные результаты получены при контактной сварке по методу оплавления, так как при этом обеспечивается более полное разрушение и удаление хрупких фаз из металла и шва. Прочность соединения при контактной сварке оплавленнем 6 — 7 кгс/ммз, угол загиба 180'.
Диффузионную сварку в вакуул~е [13] алюминиевых сплавов АН и АМг с медью осуществляют на режиме: температура 480 — 510" С; давление 0,5 — 1 кгс/ммз прн разрежении 10 а мм рт. ст.; время 15 мин; прочность соединения на разрыв 10--12 к /, мз. Сварка алюминия и его сплавов с титаном [28]. Прн аргонодуговой сварке титанового сплава ОТ4 с алюминиевыми сплавами АМгб рекомендуется очистка кромок титана от сс-слоя и загрязнений и алитированне чистым алюминием при 800 — 830 'С с выдержкой 1 — 3 мнн.
В этом случае период образования соединения между алюминием и титаном меньше, чем период ретзрдацни (см. Рис. 12, а), и хрупкие интерметаллиды по линни соединения не успевают образоваться. Кромки предварительно разделывают согласно рнс. 17, б. До сварки на алитнрованные кромки наплавляют слой чистого алюминия (5 — 8 мм). Последующую сварку соединений производят обычным методом как сварку алюминиевого сплава.
Предел прочности при растяжении сварного соединения сплавов ОТ4 и ЛМгб зависит от слоя алюминия и составляет 11 — 27 кгс/мм'-, угол загиба 1? — 30'. Стержни диаметром 20 мм нз титанового сплава ВТЗ с алюминиевыми сплавами АД1, АМц н АМг сварнвают трением. Предел прочности при растяжении для соединений равен соответственно 9, 13 и 20 кгс/ммз.
Угол загиба во всех случаях равен 180'. Сварка меди и ее сплавов с титаном [24]. Сварка титана с медью затруднена из-за различия свойств и образования хрупких интерметаллндов (см. табл. 2). Наиболее успешно сварку плавлением осучцествляют при использовании промежуточных вставок из специально выплавленных сплавов титана, легированного молибденом, ниобнем или танталом, которые снижают температуру превращения сс Р и обеспечивают получение однородного титанового сплава со стабильной Р структурой, не сильно отличающейся от структуры меди.
Возможно использование вставок из сплавов Т! — ЗОо~в ХЬ н ВТ5 (Звлв А!; 6,5 — 7,5% Мо; 9 — 11% Сг). Эти сплавы при сварке с медью МЗ обеспечивают предел прочности соединения при растяжении 22 — 22,5 кгс/мм и угол загиба 140 — 180', а при сварке с бронзой БРХ0,8 ов = 26 —: 28 кгс/ммв н <р = 100 —: 160=. В прослойке по линии соединения микротвердость достигает 470 — 480 кгс/мма прн микротвердости бронзы БРХ0,8 120 кгс/ммв. При диффузионной сварке меди с титаном необходимо применять промежуточные прослойки. Диффузионную сварку стержней диаметром 15 мм нз титановых сплавов ОТ4 и ВТ14 с медью М1 н бронзой Бр Х0,7 [5] производят с применением прослоек из молибдена илн ниобия толщиной 0,1 — 0,2 мм.
Прослойку напыляют на титан, а образец предварительно отжигают в камере при 140' С в течение 3 ч, при разрежении 10 з — 10 а мм рт. ст, Прочность соединения 19 — 27 кгс/мм". Хорошие результаты получаются, если свариваемые поверхности полнрованы. Сварка меди с ниобием, молибденом, танталом. При сварке специального электрода (для МГД установки) из меди и молибдена, имеющего значительные 363 Сварка разнородных стале11, металлов и сплавов 1 Сварка разнородных металлов и сплавов размеры (см. рис. 17,е).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
