8 (1088755), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Сварные соединения, не подвергаемые упрочнению после сварки, а также соединения монтажные и другие, не допускаю­щие термической обработки по своей конструкции, следует пре­имущественно выполнять с присадкой Св-06Х15Н60М15 по ГОСТ 2246—70.

С учетом склонности никелевых сплавов к образованию го­рячих трещин при сварке следует применять стыковые соедине­ния или угловые и тавровые с полным проваром, как не имею­щие концентратора напряжений в сравнении с другими типами соединений. При сварке никелевых сплавов с нержавеющей сталью 12Х18Н10Т в ряде случаев целесообразно смещать вольфрамо­вый или плавящийся электрод от стыка свариваемых кромок в сторону стали на величину, указанную в табл. 28.4, для сим­метричного формирования шва относительно стыка изделий.

Для повышения стойкости сварных соединений жаропрочных дисперсионно-твердеющих" никелевых сплавов против растрес­кивания при нагревах необходимо заготовки деталей, подлежа­щих сварке, подвергать стабилизирующей термической обра­ботке. Режимы стабилизации устанавливают в каждом конкрет­ном случае при отработке технологии.

Сварные соединения, не подвергаемые упрочнению после сварки, а также соединения монтажные и другие, не допускаю­щие термической обработки по своей конструкции, следует пре­имущественно выполнять с присадкой Св-06Х15Н60М15 по ГОСТ 2246—70.

С учетом склонности никелевых сплавов к образованию го­рячих трещин при сварке следует применять стыковые соедине­ния или угловые и тавровые с полным проваром, как не имею­щие концентратора напряжений в сравнении с другими типами соединений.

Для повышения стойкости против горячих трещин преду­сматривают гарантированный зазор между свариваемыми кром­ками стыковых соединений для обеспечения свободной усадки металла. Величину зазора выбирают при отработке технологии.

Для получения сварных швов с гарантированным проваром и с целью уменьшения пористости в сварных соединениях нике­левых сплавов применяют способ аргонодуговой сварки с ис­пользованием активирующих флюсов (АФ). Способ обеспечи­вает получение более широкого проплава и более узкой лицевой стороны шва по сравнению с обычной аргонодуговой сваркой. В табл. 28.5 приведен химический состав флюса, реко­мендуемый при сварке никелевых сплавов.

С целью предупреждения образования пор в металле шва наносить АФ рекомендуется непосредственно перед сваркой. Оставшийся на поверхности швов налет шлака АФ не оказы­вает отрицательного влияния на механические свойства и кор­розионную стойкость соединений.

Электронно-лучевая сварка

Электронно-лучевой сваркой можно сваривать практически все марки никелевых сплавов, при этом удается получать соедине­ния больших толщин за один проход и с большой скоростью. Следует применять рекомендации такие же, как при аргоно­дуговой сварке.

Высокая чистота атмосферы (вакуум) и особенности терми­ческого цикла позволяют получать соединения с механическими свойствами на уровне основного металла.

Диффузионная сварка

Этот способ находит все большее применение в различных обла­стях машиностроения, в электронной технике и при получении прецизионных соединений. Условия сварки: наличие вакуума и отсутствие первичной кристаллизации при нагреве до темпера­тур ниже температуры плавления соединяемых металлов позво­ляют получать сварные соединения с высоким уровнем меха­нических и служебных свойств. В некоторых случаях появля­ется возможность совмещения процесса сварки с последующей термической обработкой.

При сварке никеля, сплавов типа монель, константан, имею­щих на поверхности пленку окислов, легко удаляемую при на­греве в вакууме, трудностей в проведении процесса не обнару­живается. Сварку производят при параметрах режима: Т= = 900-4-1000 °С, Р=14,7 МПа, ί=10 мин, вакуум не менее 0,013 Па. Сварные соединения имеют прочность на разрыв σΒ = = 539 МПа при относительной деформации ε = 0,72%.

Жаропрочные сплавы никеля, имеющие в качестве легирую­щих добавок Mo, W, V, Al, Ti и другие элементы, затрудняющие диффузионные процессы, требуют повышения температуры сварки и увеличения удельного давления. Для сплава ХН75МБТЮ (ЭИ602), например, рекомендуется режим сварки: Г= 1150-4-1175 °С, Р=19,6н-29,4 МПа, ί = 6-Μ0 мин, вакуум не менее 0,013 Па. Механические свойства полученных соединений составляют σΒ = 747,5 МПа, ε = 45 %· В ряде случаев при сварке жаропрочных никелевых сплавов рекомендуют применять стеарин, нанося его на стыкуемые поверхности, для облегчения восстановления металлов из оксидов.

Для соединения ряда высоколегированных сплавов Ni при­меняют самофлюсующиеся расплавляемые промежуточные про­слойки, содержащие В, Li, К и другие элементы, способные вос­становить и растворить прочные оксиды с образованием легко­плавких эвтектик, испаряющихся в вакууме.

При сварке Ni процесс можно вести в среде водорода с точ­кой росы ниже —40 °С.

Диффузионной сваркой никель хорошо соединяется с медью. Режим сварки: Г = 900 °С, Р= 12,7ч-14,7 МПа, ί = 20-=-30 мин, вакуум не ниже 9,013 Па. Остаточная деформация составляет ε~1 %.

Контактная сварка

Никель обладает значительно большей электропроводностью, чем сплавы на его основе. В связи с этим точечная сварка сплавов осуществляется при меньшей силе тока, чем техниче­ского Ni. Режимы сварки низкоуглеродистого Ni близки к режи­мам для низколегированных сталей. Сравнительно высокая прочность никеля и его сплавов требует применения более высо­ких давлений на электроде. Диаметр электродов сферической или конической формы выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла: при толщине 0,5—1,5 мм диаметр элек­трода составляет 3—6 мм, при толщине 1,5—2,5 мм диаметр электрода 6—8 мм и при толщине 2,5—3,0 мм 8—10 мм.

Никель и его сплавы хорошо свариваются также со сталями и медными сплавами.

Режимы шовной и стыковой сварки никеля и его сплавов можно ориентировочно принимать по режимам для сварки ти­тана.

8.6 Свариваемость серебра и его сплавов

1 Физико-химические свойства серебра

Серебро — химический элемент I В группы Периодической системы Д. И. Менделеева с порядковым номером 47 и атомной массой 107,88. Се­ребро кристаллизуется в кубической гранецентрированной решетке, поли­морфных превращений не испытывает. Серебро обладает наибольшими среди металлов электрической проводимостью, теплопроводностью и отра­жательной способностью.

Основные физико-химические и механические свойства серебра приве­дены ниже:

Плотность, кг/м3 1049

Температурный коэффициент линейного расширения,

•10е, град"1 19

Коэффициент теплопроводности, Вт-см"1-град-1 .... 4,18

Удельная теплоемкость, кДж/кг-град 0,235

Удельное электрическое сопротивление, мкОм-см ... 1,59

Температура плавления, °С 960,5

Предел прочности при растяжении, МПа 180

Предел текучести, МПа 30

Относительное удлинение, % 50

Серебро не растворяется в соляной и серной разбавленной кислотах, хорошо растворяется в азотной кислоте, смеси азотной и соляной кислот, в горячей концентрированной серной кислоте, со щелочами не взаимодей­ствует, оксиды серебра малоустойчивы. Потемнение серебра связано с об­разованием на его поверхности во влажном воздухе, содержащем сернистые соединения, пленки сульфида Ag2S. Поэтому использовать серебро и его сплавы в среде, содержащей сероводород, влажный сернистый газ, а также в контакте с резиной и эбонитом нельзя. Серебро используется в приборо­строении в основном для изготовления контактов, в химической промышлен­ности для изготовления сварных конструкций, работающих в особо агрес­сивных условиях, в криогенной технике, в ювелирной промышленности.

Различные примеси даже в небольших количествах значительно пони­жают проводимость серебра. Серебро подвержено эрозии и имеет низкие параметры дуги по сравнению с другими металлами, хорошо поддается всем видам пластической обработки, сваривается и паяется.

Серебро выпускается двух марок: Ср999,9 и Ср999 (ГОСТ 6836—80), содержание серебра в которых составляет 99,99 % и 99,9 % соответственно. Основные примеси: Pb, Fe, Sb, Bi.

2. Основные марки, структура и механические свойства

Серебро образует непрерывный ряд твердых растворов с золотом и палла­дием, сплавы которых имеют широкое применение.

В системе серебро — золото при средних концентрациях компонентов удельное сопротивление, теплопроводность, пластичность максимальны, ме­ханическая прочность низкая, корозионная стойкость большая. Золотосе-ребряные сплавы упрочняют медью, они имеют маркировку ЗлСрМ990-5, ЗлСрМ980-15 и т. д. (ГОСТ 6835—80), где первая цифра указывает содер­жание золота, вторая — серебра. В сплаве ЗлСрМ990-5 золота содержится 99,0%, серебра 0,5 °/о, остальное — медь. Сплавы этой системы содержат Ag от 0,5 до 33 % (по массе). Сплавы системы Ag — Pd выпускают двух марок: СрПд20 и СрПд40 с содержанием серебра 80 и 60 % соответственно. Они обладают свой­ствами, аналогичными свойствам золотосеребряных сплавов.

Ag —Pd —Си сплав СрПдМЗО-20 (ГОСТ 6836—80) содержит 50% Ag, 20 % Си, 30 % Pd.

Сплавы Ag—Pt образуют диаграмму состояния перитектического типа с ограниченной растворимостью компонентов. Сплавы с содержанием Pt 10—45 % (по массе) могут подвергаться старению. Термической обработкой этих сплавов можно достигнуть высокой твердости и прочности: до 3600 МПа после закалки при 1000°С и старении при 550 "С.

Сплавы Ag — Си образуют диаграмму состояния эвтектического типа с областями ограниченной растворимости. Старение может значительно по­высить механические свойства сплавов,. Медь увеличивает твердость и по­нижает эрозию серебра особенно в области эвтектических сплавов, но ухуд­шает коррозионные свойства.

3.Особенности свариваемости серебра и его сплавов

Сварка серебра и его сплавов затруднена из-за большой тепло­проводности, что требует применения концентрированных ис­точников тепла, применения предварительного подогрева до 500—600 °С. Высокий коэффициент теплового расширения мо­жет приводить к появлению значительных напряжений и дефор­мации изделий. Жидкое серебро хорошо растворяет кислород, при кристаллизации металла возможно образование эвтектики Ag2U—Ag с температурой плавления 507 °С, выделение кото­рой охрупчивает металл, а также возможно образование пор. При плавлении и сварке серебро интенсивно испаряется. Со­держащиеся в сплавах серебра примеси Al, Си, Si, Cd могут окисляться при сварке, что будет приводить к потере пластич­ности сплава. Из-за большой жидкотекучести сварку серебра и его сплавов рекомендуется выполнять в нижнем или слегка наклонном положении.

4.Технология сварки серебра и его сплавов

Для сварки серебра и его сплавов применяют газовую сварку, аргонодуговую сварку неплавящимся электродом, используют кузнечную сварку.

При газовой сварке используют метанокислородное и ацети-ленокислородное нормальное пламя, а также присадочную про­волоку, раскисленную алюминием, и флюс, приготовленный на этиловом спирте из равных количеств буры и борной кислоты. Флюс наносят на соединяемые кромки или присадочную про­волоку. Мощность пламени, л/ч: №=(100—150)5, где s — тол­щина свариваемого металла, мм [5]. Применяют «левый» способ сварки, при этом расстояние от ядра пламени до поверхности сварочной ванны должно быть 3—4 мм. Горелку располагают перпендикулярно или слегка наклонно к свариваемой поверх­ности. Нагрев осуществляют с максимально возможной ско ростью, без перерывов и повторений. Сборку производят, как правило, без прихваток в специальных приспособлениях. Сва­риваемые кромки и присадочная проволока расплавляются од­новременно, причем проволока нагревается до более высокой температуры. Швы весьма склонны к порообразованию.

Механические свойства соединений, выполненных ацетилено-кислородной сваркой: σΒ 98—127 МПа, угол загиба 30—180°.

Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде аргона осуществляется постоянным током прямой полярности. Приса­дочную проволоку выбирают по составу близкой к сваривае­мому металлу. Возможны ручная и автоматическая сварка. Руч­ную сварку осуществляют «углом вперед» без поперечных коле­баний, угол наклона горелки к свариваемой поверхности состав­ляет 60—70°, присадочная проволока подается под углом 90° к вольфрамовому электроду. Сварка стыковых соединений се­ребра выполняется в нижнем или слегка наклонном положении. Качественное формирование шва обеспечивается применением формирующих подкладок [5]. Механические свойства соедине­ний из серебра, выполненных аргонодуговой сваркой вольфра­мовым электродом, выше, чем при газовой сварке. В табл. 30.1 приведены механические свойства соединений, выполненных аргонодуговой сваркой на листовом серебре марки Ср999,9 тол­щиной 2 мм. Исходный металл имел предел прочности σΒ= 161,9 МПа, относительное удлинение 6 = 28,5 %, угол загиба α =180°.

Наиболее стабильными свойствами, близкими к свойствам исходного металла, обладают сварные соединения, выполнен­ные в камере с контролируемой атмосферой, что связано с на­дежной защитой сварочной ванны.

При сварке биметаллических листов низкоуглеродистая сталь — серебро наблюдается большое количество пор, по­этому в ряде случаев рекомендуется использовать промежу­точный плакирующий слой из никеля, меди или серебра.

При аргонодуговой наплавке серебра на сталь рекомендуется при­менять флюс следующего состава, % (по массе): 30—35 тетра-фторбората калия, 35—40 криолита, 20—22 фтористого натрия, что приводит к улучшению адгезии серебра к стали.

Характеристики

Список файлов лекций