Разделы сайта
Читаемое
Обновления Mar-2024
|
Промышленность Ижоры --> Сварка металлов и сплавов плавлением По технологии и Технике сварки никель и его сплавы близки к стали и особенно к коррозионностойкой. При выборе метода и разработке технологии сварки наряду с предотвращением дефектов металлургического характера (пор и кристаллизационных трещин) необходимо особое внимание уделять получению требуемых эксплуатационных свойств соединений. При изготовлении никелевых конструкций наиболее широкое применение получила аргоно-дуговая сварка вольфрамовым электродом. Этот метод благодаря большой универсальности и обеспечению высокого качества соединений вытесняет ручную дуговую сварку покрытыми электродами, газовую сварку и даже сварку под флюсом. В малом объеме применяется также аргоно-дуговая сварка плавящимся электродом. Аргоно-дуговая сварка вольфрамовым электродом осуществляется постоянным током прямой полярности. Вредными примесями в никеле являются кремний, железо, медь, сера, висмут, свинец, фосфор, цинк, кадмий. Главной причиной появления кристаллизационных трещин в металле никелевого шва является образование легкоплавкой сульфидной эвтектики Ni-NiS. Поэтому в основном металле содержание серы ограничивается 0,001%, что в 10-50 раз ниже, чем допустимое содержание ее в стали. Наличие марганца, связывающего серу в тугоплавкое соединение MnS, ослабляет ее вредное влияние. На этом основано применение присадочных проволок НМц2,5 и НМц5, содержащих около 2,5 и 5% Мп соответственно. Введение марганца в никель снижает его коррозионную стойкость в щелочных средах. Поэтому использование подобных проволок допустимо только в тех случаях, когда содержащие марганец никелевые швы удовлетворяют требованиям эксплуатации. Весьма эффективно введение в проволоку небольших количеств титана для борьбы с трещинами в металле шва. В отношении пористости швов никель существенно отличается от алюминия и меди, а также от железа (стали), с которыми он находится в одной подгруппе периодической системы элементов. Наиболее чувствителен никель к образованию пор при наличии азота. Уже содержание 0,05% азота в аргоне может вызвать пористость. Тот же эффект получается при наличии в аргоне 2% кислорода или еще большего количества водорода. Однако при малом содержании водород может уменьшать пористость, вызываемую азотом, усиливая кипение сварочной ванны до ее затвердевания. § 11-7. Химически активные тугоплавкие металлы (цирконий, ниобий, тантал, молибден и др.) В связи с развитием новых отраслей техники расширяется применение тугоплавких металлов и сплавов на их основе: циркония, ниобия, тантала, молибдена и др. Эти металлы обладают высокой жаропрочностью, коррозионной стойкостью в ряде агрессивных сред и другими специальными свойствами. При сварке тугоплавких металлов возникают серьезные затруднения, вызываемые их высокой температурой плавления, большим сродством к газам атмосферы при повышенных температурах, охрупчивающим действием этих газов (прежде всего кислорода), склонностью к росту зерен при нагреве и др. На основании выполненных за последние годы исследований свариваемости таких металлов их можно условно разделить на две группы. В первую группу удовлетворительно сваривающихся плавлением металлов можно отнести цирконий, ниобий, тантал и ванадий. Металлы второй группы - молибден, вольфрам и хром - свариваются значительно хуже. Сварные соединения этих сплавов весьма склонны к образованию трещин, малопластичны при нормальной температуре. Сплавы на основе тугоплавких металлов, полученные методом порошковой металлургии, плохо свариваются: в швах образуются поры, сварные соединения склонны к образованию трещин. Поэтому для сварных конструкций применяют металлы и сплавы, выплавленные в контролируемой атмосфере инертных газов (дуговой метод плавки) или в вакууме (электроннолучевой метод плавки). Уменьшение содержания вредных примесей в исходном металле - одна из основных задач металлургии химически активных тугоплавких металлов. Весьма важно в процессе сварки исключить загрязнение металлов примесями внедрения. Поэтому для соединения рассматриваемых металлов применяют методы электродуговой сварки в среде инертных газов, главным образом в камерах с контролируемой атмосферой, и электроннолучевую сварку. Дуговую сварку неплавящимся электродом выполняют постоянным током прямой полярности. Повышенные требования предъявляются к чистоте инертных газов. Перед заполнением камер газ подвергают очистке от влаги пропусканием через сили-кагель марки КСМ и ШСМ (ГОСТ 3956-54) и алюмогель. Применяют также разные методы дополнительной очистки газа от кислорода, из которых наиболее простой - пропускание газа через нагретую до температуры 900-1000° С титановую стружку или губку. Для тугоплавких металлов в ряде случаев отдают предпочтение гелию, так как при гелие-дуговой сварке эффективная мощность дуги значительно больше, чем при сварке в среде аргона. Помимо этого содержание вредных примесей - газов в гелии может быть доведено при очистке до меньших величин, чем при очистке аргона. Чтобы избежать загрязнения шва, сварку, как правило, выполняют неплавящимся электродом без присадки. Поэтому применение находят в основном стыковые и нахлесточные соединения без разделки кромок. При сварке вне камеры необходимы специальные устройства для защиты зоны сварки, осты- вающих участков шва и околошовной зоны, а также обратной стороны шва. Так как наиболее совершенная защита шва от газов атмосферы достигается при электроннолучевой сварке в вакууме, этот метод наиболее эффективен для соединения химически активных тугоплавких металлов. Большое значение имеют также и другие преимущества данного метода и в первую очередь возможность получения узких зон расплавления и термического влияния и благодаря этому малых деформаций. Так, при электроннолучевой сварке молибдена ширина шва в 2-2,5 раза меньше, чем при дуговой сварке неплавящимся электродом (табл. 11-17). Электроннолучевую сварку выполняют при давлении в рабочем объеме камеры не выше 10 -10~* мм рт. ст. Предпочтения заслуживают системы откачки с безмасляными вакуумными насосами (например, титановыми). Подготовка деталей из тугоплавких металлов под сварку требует особой тщательности. Соединяемые кромки и прилегающие к ним околошовные участки до сварки необходимо очищать от загрязнений и подвергать травлению в специальных реактивах для удаления поверхностных пленок окислов и обезжиривания. Так как расслоения на кромках могут служить источником дополнительных загрязнений сварного шва, кромки необходимо тщательно осматривать и удалять шлифованием обнаруженные расслоения. Должны быть обеспечены минимальные зазоры и смещения кромок. Во многих случаях существенное влияние на качество швов оказывает тепловложение при сварке. В связи с этим для каждого изделия в зависимости от типа соединения и толщины металла следует выбирать оптимальные параметры процесса сварки. Сварка циркония. Цирконий по свариваемости близок к титану. Поэтому для него применимы та же техника сварки и практически те же режимы, что и для титана. Перед сваркой кромки деталей подвергают травлению в растворе, состоящем из 45% HNOg, 10% HF и 45% Н,0. Таблица II-17 Размеры структурных участков соединения из молибдена толщиной 3 мм, сваренного разными способами
|
© 2003 - 2024 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка |