31. Зварювання деталей із різноймених матеріалів

Зварювання різнойменних матеріалів. Різні фізико-механічні властивості та хімічний склад обумовлюють різницю в питомому електроопорі, коефіцієнті теплопровідності та температурі плавлення. Через неоднакове виділення і відведення теплоти ядро набуває специфічну грибоподібну форму. Діаметр ядра і глибина проплавлення збільшується в деталях з високим питомим електроопором, меншим коефіцієнтом теплопровідності і температурою плавлення.

Причини зменшення розмірів ядра в деталі з великою теплопровідністю такі ж самі як і при зварюванні однойменних деталей різної товщини. Аналогічні також і технологічні способи отримання номінального ядра в зварному контакті шляхом зміщення площини теплової рівноваги до стику, попередження виплесків при підвищенні густини струму.

Проблема зварювання різнойменних сплавів часто затруюється різною товщиною деталей. Але якщо теплопровідність і температура плавлення матеріалу тонкої деталі менша ніж товстої, зварювання полегшується.

Зварюваність різнойменних сплавів може бути оцінена порівнянням коефіцієнтів К_зв, які враховують основні фізичні властивості та товщину деталей:

К_зв = К_λρ – 0,1 S / S_тонк.,

де К_λρ = 0,0024λ+ 10 ^-8/ρ₀, (λ- коефіцієнт теплопровідності Вт/(мК); ρ₀ – питомий електроопір, Ом м); S / S_тонк – відношення товстої деталі до тонкої.

Чим менша різниця в К_зв, тим краща зварюваність. Наприклад, для різнойменних алюмінієвих сплавів при різниці менше 0,1 зварюваність хороша, при 0,1 -0,2 – задовільна, а при різниці більшій за 0,3 з’єднання практично відсутнє.

Зазвичай хімічно сумісні сплави, побудовані на одній основі або мають різну основу, але утворюють ряд твердих розчинів.

В більшості випадків сплави на різній основі являються хімічно несумісними, так як утворюють у ядрі сплави з неблагоприємними властивостями (крихкі хімічні сполуки, механічні суміші). Наприклад, при зварюванні алюмінієвих і магнієвих сплавів у ядрі утворюються крихкі інтерметаліди, такі з’єднання руйнуються. Це ж саме явище виникає при з’єднанні сплавів титану зі сталлю, алюмінієвими сплавами та багато інших пар металів.

32. Зварювання металів із покриттям

У ряді випадків точковою|крапковою| і шовною зваркою|зварюванням| доводиться сполучати|з'єднувати| метали, в основному стали, захисні, що мають, декоративні і інші покриття. Зварюваність таких металів визначається физико-механическими| властивостями покриття і їх товщиною. Вживані покриття можна розділити на тих, що електропроводяться (металеві) і неэлектропроводимые| (оксидні, фосфатні і т. п.). Покриття можуть бути тугоплавкими (хром на сталях|) з|із| температурою плавлення, близькою до Тпл матеріалу деталей (нікель на сталі), і легкоплавкі|легкоплавні| (стали, покриті оловом, свинцем, цинком і так далі).

При зварці|зварюванні| сталей| з|із| тугоплавкими металевими покриттями хрому (Тпл = = 1875 °С) наголошується підвищена схильність до непроварів у вигляді відсутності загального|спільного| ядра або малих його розмірів. Крім того, зварка|зварювання| хромованих сталей| часто супроводиться|супроводжується| утворенням виплесків|випліскувань|. Зварюваність таких сталей| поліпшується|покращується| при використанні тонких покриттів, підвищених зусиль і м'якших режимів.

У разі|в разі| з'єднання|сполучення| сталей| з|із| шаром нікелю (Тпл = 1453 °С) можуть з'являтися|появлятися| дефекти у вигляді малих розмірів ядра або «склеювання», що обумовлене малим опором пластичній деформації покриття. Зварку|зварювання| таких сталей| ведуть на порівняно жорстких режимах із|із| збільшеним на 10.15 % струмом|током| (для компенсації збільшеній|зрослій| площі|майдану| контакту).

Легкоплавкі|легкоплавні| покриття на сталях| викликають|спричиняють| збільшення швидкості масопереносу в контакті електрод — деталь. Наприклад, при постановці деякої кількості крапок|точок| починається|розпочинає| підплавлення цинку в контакті електрод — деталь. Цьому сприяє окислення|окислений| покриття і робочої поверхні електроду, що підвищують температуру контакту і що підсилюють|посилюють| масоперенос. Стійкість електродів і особливо роликів різко знижується. Вже через 400.500 крапок|точки| доводиться відновлювати їх робочу поверхню. Руйнування покриття знижує антикорозійні властивості вузлів.

Стійкість електродів підвищують зниженням температури в контакті, скороченням тривалості імпульсу струму|току| (жорсткі режими), збільшенням тривалості проковування, використанням точкової|крапкової| зварки|зварювання| з|із| обтисканням деталей навколо|навкруг| електроду, бар'єрних речовин, що вводяться|запроваджують| в зону контакту електрод — деталь, застосуванням|вживанням| рельєфної зварки|зварювання|. Кращі результати дає зварка|зварювання| по тонких гальванічних покриттях стабільної товщини (10.20 мкм|). Стійкість електродів помітно підвищується при використанні крапок|точок| або швів зменшених розмірів.

Стійкість роликів різко збільшують при зварці|зварюванні| з|із| проміжними електродами у вигляді мідної стрічки або дроту, що безперервно протягується|простягає| між роликом і деталями (див. мал.). Одночасно менше руйнується цинкове покриття із-за постійного оновлення робочої поверхні проміжного електроду і одноразового|однократного| масопереносу. У разі потреби зруйноване покриття відновлюють місцевою металізацією.

Інша особливість легкоплавких|легкоплавних| покриттів — малий опір пластичній деформації. При щодо|відносно| низькій температурі вони розм'якшуються, деформуються, збільшуючи площу|майдан| контактів. Для компенсації цього явища необхідно підвищувати зварювальний струм|тік| на 20.25 % в порівнянні із зваркою|зварюванням| звичайних|звичних| сталей| без покриттів.

Особливі труднощі наголошуються при зварці|зварюванні| металів з|із| ізоляційними покриттями. Навіть при їх вельми|дуже| малій товщині утворюється велика кількість дефектів — виплесків|випліскувань| і непроварів. Існують лише рекомендації по точковій|крапковій| зварці|зварюванню| сталей| з|із| тонкими фосфатними покриттями (завтовшки менше 7 мкм|), які порівняно легко руйнуються під дією Fсв|. У інших випадках необхідно видаляти|знищувати| покриття із|із| зони зварки|зварювання|. Це досягається, наприклад, при рельєфній зварці|зварюванні| в процесі формування і осідання рельєфу, при використанні ультразвука.